张叁峰[1]2003年在《组合夹具工艺信息系统及其智能化研究》文中研究表明组合夹具作为一种重要的工艺装备在现代制造业柔性化发展趋势下，地位越来越重要。但是，在实际应用中存在着许多亟待解决的问题。本文结合某航空主机厂应用实际，按照“面向应用，逐步完善”的思路，提出了解决这类问题的总体方案，并完成了如下的研究工作： 分析、设计并实现了工艺信息管理系统。从信息管理的角度，该系统达到了提高工装服务水平，降低生产成本的目标。重点研究了系统的工程化开发模式和系统分析建模方法。 在分析CAFD研究现状的基础上得出结论：解决本问题的研究重点是对组合夹具方案设计自动化的研究，并给出了基于实例推理的方案设计自动化总体实现思路。 针对基于实例推理方案设计自动化系统的关键技术，本文提出了具有动态特征的实例信息模型和基于此模型的相似实例检索算法。该实例信息模型具有表达信息灵活全面的特点，并能够实现异构实例的综合相似性比较。该模型及异构实例综合相似性比较是本文的创新点。
徐雷[2]2006年在《基于知识的计算机辅助夹具设计支持技术研究》文中研究指明夹具作为机械制造业中的一种重要的工艺装备，直接影响产品的质量和研制周期。缩短夹具设计周期，提高夹具的设计质量是计算机辅助工艺装备研究的重要领域，也是提高企业快速反应能力的一个关键环节。夹具设计过程是一个基于经验的机械结构设计问题，需要设计者具备关于设计问题的大量、全面的知识和经验。现有的基于通用CAD软件环境的计算机辅助夹具设计系统仅能完成一些诸如绘图、叁维建模等方面的工作，在夹具设计过程的集成、设计资源的共享与智能化、知识的处理和重用等方面还不能提供有效的计算机辅助设计的支持技术。如何将具有多样性、复杂性、经验性、不确定性等特点的夹具知识形式化、数字化并以显式的方式保存下来，提高夹具设计的智能化程度，是计算机辅助夹具设计技术领域的前沿研究问题之一。 本论文在国家自然科学基金项目和四川省应用基础研究项目的资助下，针对目前计算机辅助夹具设计技术研究中存在的问题，将知识工程与夹具设计过程结合起来，重点研究夹具设计知识描述、分类、发现以及重用的基本原理和智能化夹具设计中的知识求解技术，探讨一种能支持夹具整个设计过程的智能求解技术，开发基于集成知识资源的计算机辅助夹具设计支持系统。本文的研究成果和特色如下： (1) 在分析基于知识的计算机辅助夹具设计支持系统的的功能需求及其与传统计算机辅助夹具设计系统区别的基础上，构建了由界面层、应用程序服务器层和资源层形成的计算机辅助夹具设计支持系统的总体层次体系结构，提出了一种由资源分系统、设计分系统、计算分系统、管理分系统和信息交换分系统所组成的计算机辅助夹具设计支持系统的软件功能模型，通过5个功能分系统的协同工作而形成一种支持夹具智能化设计的环境平台。 (2) 详细分析了夹具设计信息，提出夹具元特征的概念，建立了集成定位元特征、夹紧元特征、元件元特征、装配元特征、精度元特征、性能分析元特征的夹具信息模型，并采用BOOCH方法建立了与夹具设计相关的产品信息模型和制造信息模型，使其为设
王爱贤[3]2006年在《精铸模工装设计智能选件系统的研究》文中研究表明精铸模设计是一项经验性强、过程繁琐的工作。为了将设计人员从重复性的设计过程中解脱出来,本文结合“中小型航空发动机信息集成技术应用研究”项目的开发,对叶片精铸模工装的设计进行了研究和探讨,利用UG及VC++技术开发出精铸模具和组合夹具设计的智能选件系统。 本文在分析精铸模结构的基础上,总结了其设计经验、规则等知识,对知识采用了产生式和框架式相结合的方法表示,对规则运用了正向推理方法进行了推理。针对设计数据表示形式如公式、表格、规则等采用了不同的处理方法,有效地利用了设计者的经验。 根据模具和组合夹具的不同设计特点,设计了不同的输入方式,前者用鼠标获取叶片毛坯Block块外形尺寸,后者设计了用户输入主参数界面,使系统具有针对性。对精铸模具中的典型结构作整体处理,其参数由主要零件的参数控制,提高了设计速度。 系统设计了知识管理界面,可以方便地修改不合要求的模具零件主参数,零件尺寸随之变动。利用现有的建库工具建立了动叶模具和组合夹具零件库,实现了人机交互的动叶精铸模具外型结构及蜡模组合夹具构型系统的选件设计。
孙建华[4]2004年在《组合夹具网络信息系统的实现与优化研究》文中研究指明针对手工管理模式的弊端和现代企业管理信息化的需求，某大型企业组合夹具拼装站提出了开发组合夹具网络信息系统并最终实现智能化的组合夹具CAD设计的科研课题。本文是以组合夹具网络信息系统的开发为背景进行研究的。 本文首先根据系统的特点，确定采用生命周期法和原型法相结合的系统开发方法。接着对系统进行了总体规划，明确了系统的总体目标、体系结构、业务模型和主题数据库、开发环境以及开发工具。 在系统规划的指导下，分别对系统C／S部分和B／S部分的实现进行了详细的阐述。C／S部分侧重于描述系统分析和系统设计，B／S部分则侧重于描述JSP技术的应用和关键问题的解决。 最后对现有系统进行了优化研究。利用OLE技术，对CAXA与系统的集成，Pro／E与系统的集成进行了具体的实现研究。 系统已经通过该企业科技处的最终验收，现运行稳定，用户评价良好。
李翠玉[5]2003年在《组合夹具计算机辅助构形设计中基于案例的推理方法的研究》文中指出高柔性的组合夹具已成为现代制造系统的必备辅助手段，但至今尚未出现十分成熟的商品化组合夹具计算机辅助设计软件。随着人工智能技术的飞速发展，设计者开始把其引入到组合夹具计算机辅助设计系统中，但由于组合夹具问题的复杂性，结果并不是特别理想。 基于案例推理(Case-Based Reasoning，CBR)作为人工智能由表层的机器模仿向深层的机器思维发展中的一种形式已得到认知科学和人工智能研究者越来越多的重视。CBR是利用以往求解类似问题的以事例形式表示的经验知识进行推理，从而获得当前问题求解结果的一种推理模式，因此，对CBR的深入研究有助于探讨人类求解问题和学习新知识的机制；有助于解决专家系统中知识的难于获取和推理的脆弱性等问题；有助于对不完全了解的领域，根据以往的经验做出某些假设和推测，从而帮助解决所面临的问题；有助于在没有有效算法时求得问题的解。 组合夹具构形设计是指夹具的组合拼装设计。本文将基于案例推理的方法引入组合夹具构形设计中，使组合夹具计算机辅助构形设计系统增加智能，更方便用户使用。主要研究基于案例的推理方法在组合夹具计算机辅助构形设计中的应用，包括构形设计经验的表达、案例的检索与匹配等。本文主要做了以下工作： (1)在和组装工人探讨的基础上制定了典型结构的内涵，并将典型结构组织到案例库中； (2)利用Microsoft Access构建组合夹具和典型结构案例库； (3)根据本应用的具体要求，提出了将深度优先搜索方法应用到案例检索当中； (4)建立了一个应用CBR技术进行组合夹具计算机辅助设计的系统。
李京奎[6]2010年在《组合模具虚拟设计中模架自动选件及拼装的研究》文中研究说明本论文以组合冲压模具为研究对象,以组合模具的模架为具体的切入点,研究了组合冲模模架部分的智能化设计技术。首先,从组合模具模架快速设计的角度出发,并在前人将组合冲模近千个标准元件已经建模完成的基础上,分析归纳了组合冲模元件的分类及命名规则,研究了元件的参数化建模技术。最终制作了一个组合冲模元件库的SolidWorks插件,此插件可满足设计人员快速设计的需要,大大提高工作效率。第二,通过分析五种常见模架形式的元件构成,总结归纳出了模架元件的选件规律,从而创建了通用的组合冲模模架元件选择的知识规则,并基于此规则建立了相应的数学模型公式,最后通过VB语言程序设计,实现了组合冲模模架元件的自动选择。第叁,为实现组合冲模模架的自动拼装,归纳分析了模架元件的装配特征、装配约束关系,并建立了组合冲模模架装配结构树,为模架自动拼装的数学模型的建立及程序的编制做好了前期工作。综上,本文已经全部完成模架元件库插件的创建、自动选件等工作,并对模架自动拼装的思路及自动拼装顺序等做了初步的探索,为最终的建立“组合冲模智能化虚拟设计系统”做出了必要的基础性工作。
侯鑫[7]2010年在《基于本体的设计重用技术研究及其在CAFD中的应用》文中提出随着全球经济一体化进程和信息技术的不断发展,市场竞争日趋激烈。企业间竞争的核心是产品设计的竞争,其焦点是如何快速引入新技术,以最短的时间和最低的成本开新发出产品。经过几十年发展的积累,企业内部积累了大量的设计资源和设计知识,如何有效重用这些设计资源和设计知识已成为实现产品快速设计、提高产品质量、降低生产成本的重要手段。本文在分析国内外设计重用理论及相关技术研究成果的基础上,研究了基于本体的设计重用技术,为产品智能设计和创新设计提供了有益的解决方案,并结合CAFD(Computer-Aided Fixture Design)的特点以及实际需要,研究了设计重用技术在CAFD中的应用。主要研究内容如下:将设计重用理论和方法与计算机辅助夹具设计相结合,建立了基于设计重用的CAFD系统框架,充分利用了已有的夹具设计经验和知识,实现了夹具的快速设计。该框架以夹具设计本体为基础,通过夹具设计文档库构建了夹具设计领域本体,以此作为框架内部不同模块间通信的基础;设计了设计重用引擎,涵盖了基于本体的夹具设计知识检索与基于形状和本体的夹具模型检索,为基于设计重用的夹具设计技术提供了新方法。研究了设计重用中的知识获取技术,将领域知识获取问题转化为领域本体获取问题,提出了基于图的领域本体自动构建算法,实现了从领域文档语料库中自动获取领域知识。本体的核心是领域概念以及概念间的相互关系,该算法首先将领域文本文档映射为文档概念图,采用基于图上随机游走的词汇加权算法从全局和局部两方面衡量词汇的重要性,然后利用图顶点聚类算法对词汇进行聚类以产生候选概念;提出了约束条件下基于频繁信息子图挖掘的概念间任意关系提取算法,并引入了信息函数对子图的信息量进行衡量,得到的领域概念和概念间的关系通过本体评价后,采用OWL-DL描述为领域本体。研究了设计重用中的知识表达与检索技术,提出了基于本体的产品设计知识检索算法,实现了语义级别的信息检索,查询内容不再局限于孤立的关键词,也可以为用自然语言表达的句子。该算法首先对查询内容进行语义分析,将其映射为本体语义特征,提出了基于本体的查询语义扩展算法,得到与查询语义相关的扩展语义特征,使检索系统可以直接明确的理解用户检索意图;将领域文档用领域本体进行标记,提出了基于本体的查询语义检索算法,基于文档本体语义图对领域文档进行聚类,通过比较查询本体语义图与文档聚类簇中值图的距离,得到与查询内容语义相关的文档簇,最终通过语义匹配将文档簇中的相关知识返回给用户。研究了设计重用中产品模型的表达与检索技术,提出了基于网格特征临界点的叁维工程模型检索算法,实现了与CAD系统无关的基于形状的叁维模型检索。根据微分几何中的Morse理论,采用网格顶点处的离散平均曲率作为光滑实值函数,计算网格特征临界点,避免了采样不足对算法造成的影响;采用两临界点间近似测地距离和顶点法矢夹角余弦值作为联合形状函数,更好地表征了模型整体表面和局部区域的的变化;按照极大值点、极小值点和鞍点,分别计算同类临界点间的联合形状函数得到形状分布,而模型的整体描述由叁者加权平均得到,从而将模型的比较转化为形状分布矩阵的比较。另外针对夹具模型检索问题,研究了基于本体的工件到夹具模型的映射关系,提出了通过工件模型和设计需求检索得到夹具模型的方法。将本文研究成果应用于组合夹具自动设计系统,开发了基于设计重用的组合夹具自动设计系统(DR-CAMFD)。该系统在组合夹具设计过程中充分考虑了已有的组合夹具设计结果及组合夹具设计中的经验知识,采用进化搜索算法在设计空间中搜索合适的夹具设计方案,以寻求夹具设计问题的可行解。以一套组合夹具的设计为例说明了原型系统的应用,并验证了本文研究关键技术的正确性。
王凯[8]2006年在《计算机辅助夹具设计系统的研究与开发》文中研究指明夹具在机械加工起着重要的作用,它直接影响着机械加工的质量,生产效率和成本。为构建一个能支持产品快速制造的生产准备系统,夹具设计要从全局自动化的高度进行变革。计算机辅助夹具设计技术就是在这种应用要求下产生的一种先进制造技术,它利用计算机辅助人工进行夹具设计。 针对夹具设计的经验性、模糊性和具有重用性的特点,本文在夹具设计中运用基于实例技术和基于规则技术所做的研究工作如下: 分析了夹具的相似性,通过建立夹具实例的特征模型进行实例的表示,并建立了夹具实例编码系统。基于该系统,对夹具设计实例的检索和相似度的计算进行了研究,提出了关键因素的加权平均来定义相似系数的相似度算法,提高了夹具重用性。 讨论了夹具设计规则的表示方法,对夹具规则库和库内的数据项进行了设计。着重研究了夹具规则的获取方法:采用数据挖掘的方式对夹具设计信息进行人工挖掘,获取夹具设计规则,并对夹具规则挖掘中经常出现的问题进行了分析和处理。 在上述理论的基础上应用VC6.0和Unigraphics开发了一套基于实例和基于规则推理的夹具设计系统,初步验证了基于实例和基于规则设计中的关键技术。
郑军红[9]2010年在《基于知识工程的智能夹具设计系统构建研究》文中提出工件的装夹是加工过程的一个重要方面,对生产质量、时间和成本都有极大的影响。随着计算机技术的发展,特别是CAD/CAM技术的发展,人们开始用计算机来继承设计知识和经验,通过系统化的方法辅助夹具的设计与分析,并重点研究自动化的方法以支持夹具方案的概念设计和详细设计。在这一背景下,论文围绕智能夹具设计系统的构建问题,以知识工程方法学为指导,展开计算机辅助夹具设计(CAFD)系统和相关技术的研究,主要工作包括：为了提高夹具设计系统的实用性和改进设计过程,基于知识工程进行智能夹具设计系统的构建。论文引入CommonKADS方法来指导CAFD任务的分析和知识获取,通过它提供的CML语言构建了夹具设计知识模型,刻画了知识的上下文和相互依赖关系。在该模型中,领域知识将夹具设计涉及的知识项概念化,任务知识描述夹具设计任务的分解和控制策略,推理知识描述基本推理步骤和推理结构。这一分析与构建过程把不同类型的知识区分层次,引导我们以类似软件工程的方法来探索知识密集型系统的开发。所获取的知识包含静态知识以及夹具设计问题求解的组织与推理控制知识,为后续的研究和知识系统构建工作提供了一个坚实的基础。针对CAFD领域存在的设计知识重用困难问题,论文提出了基于本体的夹具设计知识表示与推理方法。遵循CommonKADS知识模型的结构化构建方法,采用OWL来构建分层的夹具设计知识本体,借助Protege系统定义了该领域的基本概念,如装夹特征、元件、关系与约束等。该本体也定义了“规则类型”概念,用于收集具体的设计规则,并用SWRL来描述,建立一个语义清晰的夹具设计知识库,分离了事实和推理。该本体采用了层次结构,便于扩充和修改,具有较强的推理能力。由于夹具规划中工件形状和加工工艺的复杂性,夹具规划的优化较少研究,往往延迟到校验阶段才进行,存在不少弊端。论文提出基于Kohonen自组织神经网络的装夹面分组与选择算法和基于遗传算法的定位点优化算法,利用人工神经网络来处理装夹面选择中各种复杂的影响因素,选择最佳的装夹表面；在此基础上,参考夹具校验的一些结论,通过一些参数来模拟工件的稳定性与变形特性,利用遗传算法进行组合优化,确定最优定位点。夹具结构设计是CAFD系统的核心,但现有的CBR方法和基于生成的方法设计效果还不理想。为此论文引入“典型结构”概念以扩展夹具结构设计的概念模型,它融合了CBR方法和基于生成方法的概念模型的优点,不仅包含设计意图,也包含结构信息。在此基础上,完善基于图论表示的分层夹具结构模型,以利于设计问题的分解和设计元素的重用。借助该分层结构模型,本文进一步提出了基于图规划算法的夹具结构设计方法。在设计过程中,先确定夹具方案所用的典型结构及其构建顺序,形成了夹具结构的骨架,然后在功能组件层从目标状态出发进行图扩展,达到初始状态后搜索规划图生成功能组件。由于本方法是在局部结构上进行目标导向图规划,并以启发性信息指导搜索过程,缩小了规划图规模,改善了设计效果,提高了设计效率。在上述研究的基础上,开发了智能夹具设计原型系统。介绍了该系统的体系结构和开发平台,以及系统支持的半自动设计方法和交互式设计方法。原型系统的应用验证了本文基于知识工程方法构建智能化夹具设计系统的有效性。
胡亚辉[10]2005年在《基于PDM/PLM的平台式CAPP系统若干关键技术研究》文中进行了进一步梳理产品生命周期管理(Product Life Management)作为CAx的集成平台,为产品提供数据共享和保护,随着企业信息化的发展,基于PDM/PLM的CAD/CAPP/CAM集成必将成为一个发展趋势。本文在已有回转类CAPP系统、箱体类CAPP系统和液压机CAPP系统研究的基础上,通过归纳和总结,就基于PDM/PLM的平台式CAPP系统若干关键技术进行了研究。主要包括以下内容:1、分别对CAPP、模块化设计和产品生命周期管理叁方面的研究进展、应用现状等方面进行了综述。阐述课题提出的目的和意义,明确了本文研究的主要内容。2、提出基于PDM/PLM的制造过程信息化集成模式;在平台式CAPP系统的设计约束模型基础上,构建了平台式CAPP系统的体系结构;并给出工艺决策模型和功能模型;最后提出基于SmarTeam的CAPP开发模式和实现策略。3、建立模块化产品生命周期模型的组织结构;针对面向产品族的广义模块的划分和规划方法,建立基于特征的柔性模块CAD/CAPP集成模型及基于工艺模板的CAD/CAPP映射模型;研究Solidworks/SmarTeam/CAPP集成的关键技术。4、从工序模板和工步模板的角度研究了工艺模板的创建过程;以液压机上梁模块机加工为例,采用基于专家知识的推理技术实现了工艺模板的创成;提出了面向产品族的工艺模板分层结构树的组织模式。5、提出基于分层规划的多模式工艺决策流程;在统一数据模型的基础上,从特征层和零件层分层规划,实现了零件加工子工艺的自动创成;提出基于AHP的工步排序决策方法。6、针对产品生命周期中的设计/制造信息,建立了面向对象的类树结构和基于UML的静态结构模型;提出基于PDM/PLM软件的设计/制造信息管理系统的构建方法;以商品化PLM软件SmarTeam作为开发平台,开发了基于SmarTeam的设计/制造信息管理原型系统;研究设计/制造信息模型多视图映射机制。7、开发了基于PDM/PLM的平台式CAPP原型系统,构建了系统的功能模型,并对系统的主要功能进行说明,给出系统的运行实例。
参考文献：
[1]. 组合夹具工艺信息系统及其智能化研究[D]. 张叁峰. 西北工业大学. 2003
[2]. 基于知识的计算机辅助夹具设计支持技术研究[D]. 徐雷. 四川大学. 2006
[3]. 精铸模工装设计智能选件系统的研究[D]. 王爱贤. 西北工业大学. 2006
[4]. 组合夹具网络信息系统的实现与优化研究[D]. 孙建华. 西北工业大学. 2004
[5]. 组合夹具计算机辅助构形设计中基于案例的推理方法的研究[D]. 李翠玉. 河北工业大学. 2003
[6]. 组合模具虚拟设计中模架自动选件及拼装的研究[D]. 李京奎. 天津理工大学. 2010
[7]. 基于本体的设计重用技术研究及其在CAFD中的应用[D]. 侯鑫. 哈尔滨工业大学. 2010
[8]. 计算机辅助夹具设计系统的研究与开发[D]. 王凯. 西北工业大学. 2006
[9]. 基于知识工程的智能夹具设计系统构建研究[D]. 郑军红. 浙江大学. 2010
[10]. 基于PDM/PLM的平台式CAPP系统若干关键技术研究[D]. 胡亚辉. 天津大学. 2005