【摘要】： 隨著計算機科學(xué)和信息技術(shù)的發(fā)展,尤其是網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展,促使當今包括制造業(yè)在內(nèi)的各個行業(yè)朝著“競爭國際化”方向發(fā)展,制造企業(yè)間的合作與競爭并存,交流與限制并存。在此情形下,組織結(jié)構(gòu)相對固定、制造資源相對集中的傳統(tǒng)制造系統(tǒng)模式已與之不相適應(yīng),網(wǎng)絡(luò)化、智能化則成為新一代制造系統(tǒng)所有功能的基礎(chǔ)和特征。然而,目前關(guān)注較多的是對制造系統(tǒng)上層的制造模式及組織形式的研究,而對具有滿足制造環(huán)境的合作和互操作以及滿足制造行為的自律性控制,以適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下制造系統(tǒng)集成要求特征的制造設(shè)備的研究則相對缺乏,這在相當大的程度上制約了新型制造模式的實踐和應(yīng)用推廣。 為此,本文針對“面向網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境的設(shè)備自律控制器”展開了系統(tǒng)深入的研究。力爭研究開發(fā)一種新型的設(shè)備控制器,以滿足網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)對系統(tǒng)動態(tài)重組、系統(tǒng)內(nèi)異構(gòu)設(shè)備間互操作和合作等網(wǎng)絡(luò)集成的需求,為具有敏捷、柔性和智能特點的網(wǎng)絡(luò)制造系統(tǒng)提供最基礎(chǔ)的支撐技術(shù)和設(shè)備。本文的主要創(chuàng)新性工作如下。 首先,基于對制造業(yè)發(fā)展趨勢及制造模式變革必然性的分析,得知分布式網(wǎng)絡(luò)化制造模式是目前制造業(yè)最佳運行模式之一,而面向制造環(huán)境以及面向制造行為的自律性則是作為這種制造模式中底層制造設(shè)備所必須具備的功能特征。在此基礎(chǔ)上,將Agent思想引入網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境下的制造設(shè)備控制器中,提出了設(shè)備自律控制器概念和體系結(jié)構(gòu),并對該控制器進行了功能設(shè)計。 其次,針對制造行為自律性的實現(xiàn)技術(shù),提出了加工過程自律控制的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)和實施方案。以銑削加工為例,論述了加工環(huán)境監(jiān)測系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu),同時以刀具狀態(tài)監(jiān)測和加工過程中切削負荷辯識為主要對象,給出了具體的解決方案。以立式銑床加工為背景,給出了智能自適應(yīng)加工所需的實時在線參數(shù)辯識和控制策略。 與此同時,針對面向制造環(huán)境的自律性的實現(xiàn)技術(shù),提出了制造環(huán)境自律控制的實現(xiàn)結(jié)構(gòu)和實施方案,建立了數(shù)控設(shè)備Agent在制造環(huán)境中實現(xiàn)合作與互操作的機制。針對制造環(huán)境下多任務(wù)和無中央控制器的特點,提出了網(wǎng)絡(luò)制造環(huán)境下數(shù)控設(shè)備的協(xié)調(diào)機制與協(xié)調(diào)算法。 此外,從設(shè)備自律控制器的通信功能入手,研究了數(shù)控設(shè)備與制造系統(tǒng)的接口設(shè)計方案,進而設(shè)計了數(shù)控設(shè)備的自律控制器與數(shù)控設(shè)備的軟硬件接口,實現(xiàn)了基于CORBA-MMS的網(wǎng)絡(luò)通信功能。 最后,構(gòu)造了一種數(shù)控設(shè)備自律控制器原型,實現(xiàn)了一個由配備這類控制器的自律設(shè)備所構(gòu)成的網(wǎng)絡(luò)化制造原型系統(tǒng)。通過對三種不同零件的驗證性實驗,對數(shù)控設(shè)備自律控制器在加工環(huán)境下的運行進行了實驗驗證。
【圖文】：

含有圖 3-17 所示斜坡的零件切削加工為例，模擬加工負荷逐漸增大和減采用Φ25 立銑刀加工，，最大切深 2.5mm，切入段斜坡角為 6.16 ，切出段3.24 ，主軸轉(zhuǎn)速為 800r/min，起始進給速度為 80/min。圖 3-18 為控制和加工時的實際進給速度變化曲線，在 150 mm 的加工行程內(nèi)，帶控制的加圖 3-15 多臺階加工 圖 3-16 多臺階加工后的表面誤差曲線圖 3-17 斜坡加工控制 圖 3-18 斜坡加工時速度的變化曲線無控制有控制

所示斜坡的零件切削加工為例，模擬加工負荷逐漸增銑刀加工，最大切深 2.5mm，切入段斜坡角為 6.16 ，轉(zhuǎn)速為 800r/min，起始進給速度為 80/min。圖 3-18 為際進給速度變化曲線，在 150 mm 的加工行程內(nèi)，帶控5 多臺階加工 圖 3-16 多臺階加工后的表面誤差曲17 斜坡加工控制 圖 3-18 斜坡加工時速度的變無控制有控制
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2006
【分類號】：TH166

【參考文獻】

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本文編號：2682777