计算机辅助可重构机床运动功能方案设计

论文摘要

随着制造业全球化竞争的加剧,企业面对的是动态多变的市场环境,用户要求在最短的时间内获得“个性化”的产品,以便于快速、经济地响应市场需求的变化。可重构制造系统(Reconfigurable Manufacturing system,RMS)能够快速形成更新产品的批量生产能力,已经成为21世纪制造业的研究热点,而可重构机床(Reconfigurable Machine Tools,RMT)是可重构制造系统的重要组成部分,它的研究对实现可重构制造系统具有决定性的意义。本文结合陕西省教育厅专项科研基金项目《可重构机床关键技术基础研究》(02JK218),进行计算机辅助可重构机床运动功能方案设计方法的研究,包括:零件加工特征描述、面向可重构制造的零件加工工艺方案规划、RMT运动功能综合与设计、RMT运动功能方案设计原型软件系统的实现及应用例研究。首先采用方位层次描述法表达零件加工特征的方位信息,通过建立零件加工特征的信息模型,规划刀具及加工表面信息资源库;然后建立面向可重构制造的零件加工工艺规划原则,通过工序拆分与合并,制定面向可重构制造的零件加工工艺路线,并给出每一道工序段的加工时间及生产节拍的计算方法;基于信息模型与信息资源库及零件工艺方案,研究了RMT运动功能综合与设计方法,给出RMT运动功能的变换方法,研究了三种典型工序方案的机床运动功能综合方法,并提出了RMT运动功能式的初步评价原则;基于所建立的RMT运动功能方案的设计方法,开发了RMT运动功能方案设计原型软件系统。最后通过应用例证明本文研究的方法是可行的,为可重构机床运动功能方案设计提出了一条途径。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 引言
• 1.2 可重构机床
• 1.3 可重构机床的研究现状
• 1.4 可重构机床设计的关键技术
• 1.4.1 可重构制造系统的工艺规划
• 1.4.2 可重构机床运动功能设计
• 1.4.3 可重构机床的模块设置
• 1.4.4 可重构机床的模块编码
• 1.4.5 可重构机床模块的接口规范性技术
• 1.4.6 可重构机床总体结构布局方案设计及其评价优化
• 1.5 研究课题的意义
• 1.6 本论文的主要研究内容
• 1.7 本章小结
• 2 零件加工特征描述
• 2.1 零件加工特征的方位信息描述方法
• 2.1.1 非回转体类零件加工特征的方位信息描述
• 2.1.2 回转体类零件加工特征的方位信息描述
• 2.2 待加工零件的加工特征信息模型
• 2.3 刀具及加工表面信息资源库
• 2.4 本章小结
• 3 面向可重构制造的零件加工工艺方案规划
• 3.1 零件加工工艺概述
• 3.2 面向可重构制造的零件加工工艺规划原则
• 3.3 面向可重构制造的零件加工工艺规划
• 3.3.1 面向可重构制造的零件加工工艺规划步骤
• 3.3.2 可重构制造系统的工序段种类
• 3.4 加工时间及生产节拍的计算
• 3.4.1 加工时间的计算
• 3.4.2 生产节拍的计算
• 3.5 本章小结
• 4 可重构机床运动功能方案综合与设计
• 4.1 机床运动功能式提取
• 4.2 机床运动功能式的变换
• 4.2.1 90°变换
• 4.2.2 非90°变换
• 4.3 RMT运动功能方案的综合
• 4.3.1 单方位单特征
• 4.3.2 单方位多特征
• 4.3.3 多方位多特征
• 4.4 可重构机床运动功能方案的初步评价
• 4.5 本章小结
• 5 可重构机床运动功能方案设计原型软件系统的实现
• 5.1 系统开发平台的选择
• 5.2 编程语言的选择
• 5.3 数据库的选择
• 5.4 原型软件系统的实现过程
• 5.5 本章小结
• 6 可重构机床运动功能方案设计应用
• 6.1 可重构机床运动功能分配
• 6.2 面向可重构机床的功能模块群设置
• 6.3 计算机辅助 RMT运动功能方案设计的基本操作步骤
• 6.4 应用例
• 6.5 本章小结
• 7 全文工作总结及展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录