本文關鍵詞：面向可重構(gòu)機床設計的多層映射技術及應用研究

  更多相關文章： 可重構(gòu)機床 多層映射 工藝需求特征 刀具位姿矩陣 功構(gòu)映射 實例推理 模塊化設計

【摘要】：可重構(gòu)機床(Reconfigurable Machine Tools,RMT)是可重構(gòu)制造系統(tǒng)(Reconfigurable Manufacturing System,RMS)中的重要組成部分,是實現(xiàn)可重構(gòu)制造系統(tǒng)的關鍵技術設備之一。滿足特定工序的機床,往往難以進行功能或生產(chǎn)能力的轉(zhuǎn)變來適應不斷變化的加工需求�？芍貥�(gòu)機床是一種能夠根據(jù)工序的變化,通過模塊組合、移動、更換或添加等重構(gòu)配置,獲得滿足新工序要求的機床。本文構(gòu)建了可重構(gòu)機床模塊的工藝需求特征模型,提出了面向可重構(gòu)機床設計的多層映射技術：基于刀具位姿矩陣的可重構(gòu)機床工藝需求特征到功能的映射技術和基于實例推理的可重構(gòu)機床功能到結(jié)構(gòu)的映射技術,通過多層映射,實現(xiàn)工藝需求到功能再到結(jié)構(gòu)的映射求解。在此基礎上開發(fā)了可重構(gòu)機床設計多層映射系統(tǒng)。論文的主要內(nèi)容如下：第一章主要介紹了可重構(gòu)機床的發(fā)展和研究現(xiàn)狀,綜述了可重構(gòu)機床的設計技術,闡述了本文的研究背景和框架以及各章的主要內(nèi)容。第二章針對加工工藝分析存在的一些問題,提出了一種工藝需求特征模型。通過對工藝需求特征分析,建立了零件加工特征單元,實現(xiàn)對零件加工特征的形式化表達,建立相應的工藝資源庫,實現(xiàn)加工特征到刀具的映射,對零件特征進行聚類分析,完成工藝需求特征層次關聯(lián)圖、模糊聚類圖的構(gòu)建,實現(xiàn)對工藝需求特征的模型構(gòu)建。第三章分析了機床加工特征創(chuàng)成原理,構(gòu)造刀具位姿矩陣來描述刀具與加工特征表面間的空間變換關系。進而對刀具位姿矩陣分析求解,求解出機床加工特征表面的運動功能。分析了機床運動功能同構(gòu)及變異擴展問題,將加工單一特征面的運動功能綜合,得到可重構(gòu)機床加工某一類零件所需的功能。第四章在工藝需求特征模型和工藝需求特征到功能的映射技術的基礎上,首先提出了基于實例推理的可重構(gòu)機床功能到結(jié)構(gòu)的映射方法,建立機床功能-結(jié)構(gòu)的信息視圖,通過功能實例檢索出相似度最匹配的結(jié)構(gòu)模塊,實現(xiàn)可重構(gòu)機床功能到結(jié)構(gòu)的映射,確定可重構(gòu)機床的結(jié)構(gòu)模塊。然后運用圖論的方法實現(xiàn)可重構(gòu)機床模塊拓撲結(jié)構(gòu)方案的生成。最后提出了基于集對分析的可重構(gòu)機床模塊結(jié)構(gòu)設計方案優(yōu)選方法,對結(jié)構(gòu)方案進行排序優(yōu)選。第五章結(jié)合科研項目,開發(fā)了可重構(gòu)機床設計多層映射系統(tǒng),并得到了成功的應用,驗證了本文所研究方法的可行性。第六章總結(jié)了論文的主要研究內(nèi)容及相關工作,并對下一步的研究工作進行了展望。
【關鍵詞】：可重構(gòu)機床 多層映射 工藝需求特征 刀具位姿矩陣 功構(gòu)映射 實例推理 模塊化設計
【學位授予單位】：浙江大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG502
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-7
• ABSTRACT7-11
• 1 緒論11-23
• 1.1 引言11-12
• 1.2 國內(nèi)外相關技術研究現(xiàn)狀12-20
• 1.2.1 可重構(gòu)機床的發(fā)展12-15
• 1.2.2 可重構(gòu)機床設計技術15-20
• 1.3 論文的研究背景和內(nèi)容框架20-22
• 1.3.1 論文的研究背景20
• 1.3.2 論文的內(nèi)容與框架20-22
• 1.4 本章小結(jié)22-23
• 2 可重構(gòu)機床模塊的工藝需求特征建模23-38
• 2.1 引言23
• 2.2 可重構(gòu)機床工藝需求特征23-30
• 2.2.1 零件加工特征描述23-26
• 2.2.2 模塊工藝需求特征信息形式化表達26-28
• 2.2.3 可重構(gòu)機床模塊加工工藝資源庫28-30
• 2.3 基于模糊聚類分析的機床模塊工藝需求特征建模30-34
• 2.3.1 模糊聚類分析定義及相關性質(zhì)30-31
• 2.3.2 工藝需求特征結(jié)構(gòu)層次關聯(lián)圖的構(gòu)建31-33
• 2.3.3 工藝需求特征模糊聚類圖的生成33
• 2.3.4 工藝需求特征模型構(gòu)建33-34
• 2.4 實例分析34-36
• 2.5 本章小結(jié)36-38
• 3 可重構(gòu)機床工藝需求特征到機床功能的映射38-51
• 3.1 引言38
• 3.2 機床加工特征創(chuàng)成原理38-39
• 3.3 刀具與加工特征表面的數(shù)學關系模型39-42
• 3.3.1 刀具與加工特征表面的映射關系39
• 3.3.2 刀具位姿矩陣數(shù)學關系模型39-42
• 3.4 基于刀具位姿矩陣的可重構(gòu)機床工藝需求特征到功能的映射42-47
• 3.4.1 工藝需求特征獲取42
• 3.4.2 刀具位姿矩陣的構(gòu)建42-43
• 3.4.3 刀具位姿矩陣的映射求解43-45
• 3.4.4 可重構(gòu)機床運動功能的同構(gòu)與變異45-47
• 3.5 實例分析47-49
• 3.6 本章小結(jié)49-51
• 4 可重構(gòu)機床功能到結(jié)構(gòu)的映射51-66
• 4.1 引言51
• 4.2 基于實例推理的可重構(gòu)機床功能到結(jié)構(gòu)的分層映射方法51-56
• 4.2.1 機床功能-結(jié)構(gòu)信息視圖52-53
• 4.2.2 基于實例推理的功構(gòu)分層映射流程53-54
• 4.2.3 基于實例推理的功構(gòu)分層映射方法54-56
• 4.3 基于功構(gòu)映射的模塊拓撲結(jié)構(gòu)方案設計56-60
• 4.3.1 可重構(gòu)機床模塊拓撲結(jié)構(gòu)圖56-58
• 4.3.2 可重構(gòu)機床模塊拓撲結(jié)構(gòu)方案生成58-60
• 4.3.3 可重構(gòu)機床模塊拓撲結(jié)構(gòu)方案比較和選擇60
• 4.4 基于集對分析的可重構(gòu)機床模塊結(jié)構(gòu)設計方案優(yōu)選60-65
• 4.4.1 集對分析理論基礎60-61
• 4.4.2 可重構(gòu)機床模塊結(jié)構(gòu)設計評價指標61
• 4.4.3 可重構(gòu)機床模塊設計評價方法61-65
• 4.5 本章小結(jié)65-66
• 5 可重構(gòu)機床設計多層映射系統(tǒng)的應用66-87
• 5.1 引言66
• 5.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境和體系結(jié)構(gòu)66-68
• 5.2.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境66-67
• 5.2.2 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)67-68
• 5.3 系統(tǒng)功能模塊的組成及實現(xiàn)68-79
• 5.3.1 基礎數(shù)據(jù)管理68-69
• 5.3.2 工藝需求特征管理69-71
• 5.3.3 重構(gòu)機床需求到功能的映射實現(xiàn)71-74
• 5.3.4 可重構(gòu)機床功能到結(jié)構(gòu)的映射實現(xiàn)74-78
• 5.3.5 可重構(gòu)機床結(jié)構(gòu)方案評價78-79
• 5.4 重構(gòu)機床模塊設計實例分析79-86
• 5.5 本章小結(jié)86-87
• 6 總結(jié)與展望87-89
• 6.1 全文總結(jié)87
• 6.2 工作展望87-89
• 參考文獻89-94
• 作者簡歷94

【參考文獻】

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本文編號：961789