饮料瓶模具产品族建模及变型设计系统研究与开发
这是一篇关于产品族建模,变型设计,事物特性表,饮料瓶模具的论文, 主要内容为本文结合浙江省重大科技攻关项目“食品饮料机械产品数字化设计与制造集成平台的开发与应用”,对产品族模型及其变型设计系统的结构体系、基于事物特性表的产品族建模工具及基于事物特性表的产品变型设计实现技术进行研究。最后结合项目应用示范企业为应用对象,开发了产品族建模及变型设计系统。 第一章是绪论。通过文献阅读,综述了产品族模型相关研究,探讨了变型设计理论及其研究现状,进而给出了论文的研究意义和主要内容。 第二章对饮料瓶模具产品设计与制造过程进行了描述,讨论了产品族建模及变型设计系统的需求分析,对系统进行总体设计,主要包括系统体系结构设计、系统功能模型设计、数据库设计,并探讨了系统的关键技术。 第三章对基于SML的系统建模工具开发与实现技术进行了研究。分别对零件族建模工具和产品族建模工具的建模流程、数据流图和数据表关系进行设计。研究了零件族建模技术(事物特性表建模和关系式建模)和产品族建模技术(产品主结构建模)。 第四章对基于SML的产品变型设计开发与实现技术进行了研究,对基于产品族模型的变型设计过程、数据流图和数据表关系进行了设计。同时对产品配置工具和模型查询工具的实现技术进行研究。 第五章在前几章设计的基础上开发了原型系统,并系统介绍了产品族建模工具(包括产品族建模规划、建模工具和模型管理工具等)及变型设计工具(产品变型工具、产品配置工具和模型查询工具)的实现。 最后是总结与展望。总结了系统的研究成果,提出了需要进一步研究的内容。
基于MBD的轴类零件设计加工检测一体化技术研究
这是一篇关于共性特征,变型设计,加工工艺规划,检测工艺规划,影响分析的论文, 主要内容为随着智能制造的发展,加工检测一体化已成为制造业提高产品质量、缩短生产周期的重要手段。MBD技术突破了产品制造过程中设计、加工与检测环节信息不统一的屏障,形成统一的产品数字化定义,极大助力了设计加工检测一体化的发展,推动产品生产全过程的自动化和智能化。本文从轴类零件族共性特征出发,研究基于MBD的轴类零件设计加工检测一体化技术,主要研究如下:首先,从轴类零件族几何特征出发,进行几何信息与非几何信息分解,并分析了轴类零件加工质量的控制需求;在现有加工工艺规划与检测工艺规划设计原理的基础上,提出面向轴类零件族共性特征的设计加工检测一体化策略,构建了适用于零件族变型需求的共性特征三维模板模型,建立了变型关联规则,并设计了基于共性特征的加工检测集成工艺规划机制。其次,面向轴类零件共性特征,提出基于MBD的“设计—加工工艺”关联规划策略,建立基于模板变型的“设计—加工”信息关联变换机制,可以实现2～5段阶梯轴回转体特征变型。制定了设计信息与毛坯模型、工序模型的关联规则,推理实现逆向生成毛坯模型和正向生成加工工序模型,并建立加工工艺编排模块;以某阶梯轴零件为例,进行零件变型设计、加工工艺规划和加工工序编排验证。再次,针对轴类零件共性特征,探讨基于MBD的检测工艺信息表达,提出面向共性特征的视觉检测工艺规划策略。采取特征点、线为识别标志,建立了零件特征与视野关系识别模块,能够实现零件包容性判断、位姿识别及工位找正。针对不同尺寸和精度要求的零件,搭配视觉检测装置方案;以轴径检测为例,设计了行为自适应检测策略,编写了检测工艺规划程序,实现对共性特征的视觉检测规划。考虑曝光时间、装夹、检测算子参数和采样工位等多因素对轴径检测的影响,以半成品、成品零件为实验对象,进行“特征—视觉检测行为”关联影响分析实验,结果表明成品零件通过误差分析、参数优选和行为优化后检测精度可达到±1.5μm,误差波动控制在4.12μm以内。最后,以Visual Studio软件为主平台,开发轴类零件设计-加工-检测系统软件,并实现设计、加工与检测结果的可视化。以某阶梯轴零件为例,进行设计、加工、检测阶段的展示,验证操作过程的自动化。
基于MBD的轴类零件设计加工检测一体化技术研究
这是一篇关于共性特征,变型设计,加工工艺规划,检测工艺规划,影响分析的论文, 主要内容为随着智能制造的发展,加工检测一体化已成为制造业提高产品质量、缩短生产周期的重要手段。MBD技术突破了产品制造过程中设计、加工与检测环节信息不统一的屏障,形成统一的产品数字化定义,极大助力了设计加工检测一体化的发展,推动产品生产全过程的自动化和智能化。本文从轴类零件族共性特征出发,研究基于MBD的轴类零件设计加工检测一体化技术,主要研究如下:首先,从轴类零件族几何特征出发,进行几何信息与非几何信息分解,并分析了轴类零件加工质量的控制需求;在现有加工工艺规划与检测工艺规划设计原理的基础上,提出面向轴类零件族共性特征的设计加工检测一体化策略,构建了适用于零件族变型需求的共性特征三维模板模型,建立了变型关联规则,并设计了基于共性特征的加工检测集成工艺规划机制。其次,面向轴类零件共性特征,提出基于MBD的“设计—加工工艺”关联规划策略,建立基于模板变型的“设计—加工”信息关联变换机制,可以实现2～5段阶梯轴回转体特征变型。制定了设计信息与毛坯模型、工序模型的关联规则,推理实现逆向生成毛坯模型和正向生成加工工序模型,并建立加工工艺编排模块;以某阶梯轴零件为例,进行零件变型设计、加工工艺规划和加工工序编排验证。再次,针对轴类零件共性特征,探讨基于MBD的检测工艺信息表达,提出面向共性特征的视觉检测工艺规划策略。采取特征点、线为识别标志,建立了零件特征与视野关系识别模块,能够实现零件包容性判断、位姿识别及工位找正。针对不同尺寸和精度要求的零件,搭配视觉检测装置方案;以轴径检测为例,设计了行为自适应检测策略,编写了检测工艺规划程序,实现对共性特征的视觉检测规划。考虑曝光时间、装夹、检测算子参数和采样工位等多因素对轴径检测的影响,以半成品、成品零件为实验对象,进行“特征—视觉检测行为”关联影响分析实验,结果表明成品零件通过误差分析、参数优选和行为优化后检测精度可达到±1.5μm,误差波动控制在4.12μm以内。最后,以Visual Studio软件为主平台,开发轴类零件设计-加工-检测系统软件,并实现设计、加工与检测结果的可视化。以某阶梯轴零件为例,进行设计、加工、检测阶段的展示,验证操作过程的自动化。
饮料瓶模具产品族建模及变型设计系统研究与开发
这是一篇关于产品族建模,变型设计,事物特性表,饮料瓶模具的论文, 主要内容为本文结合浙江省重大科技攻关项目“食品饮料机械产品数字化设计与制造集成平台的开发与应用”,对产品族模型及其变型设计系统的结构体系、基于事物特性表的产品族建模工具及基于事物特性表的产品变型设计实现技术进行研究。最后结合项目应用示范企业为应用对象,开发了产品族建模及变型设计系统。 第一章是绪论。通过文献阅读,综述了产品族模型相关研究,探讨了变型设计理论及其研究现状,进而给出了论文的研究意义和主要内容。 第二章对饮料瓶模具产品设计与制造过程进行了描述,讨论了产品族建模及变型设计系统的需求分析,对系统进行总体设计,主要包括系统体系结构设计、系统功能模型设计、数据库设计,并探讨了系统的关键技术。 第三章对基于SML的系统建模工具开发与实现技术进行了研究。分别对零件族建模工具和产品族建模工具的建模流程、数据流图和数据表关系进行设计。研究了零件族建模技术(事物特性表建模和关系式建模)和产品族建模技术(产品主结构建模)。 第四章对基于SML的产品变型设计开发与实现技术进行了研究,对基于产品族模型的变型设计过程、数据流图和数据表关系进行了设计。同时对产品配置工具和模型查询工具的实现技术进行研究。 第五章在前几章设计的基础上开发了原型系统,并系统介绍了产品族建模工具(包括产品族建模规划、建模工具和模型管理工具等)及变型设计工具(产品变型工具、产品配置工具和模型查询工具)的实现。 最后是总结与展望。总结了系统的研究成果,提出了需要进一步研究的内容。
方舱数字化快速设计系统开发与实现
这是一篇关于方舱,知识图谱,案例重用,变型设计,图号申请的论文, 主要内容为方舱作为一种可移动式工作室,具有良好的灵活性和适应性,常应用于工程作业、医疗救援等领域。随着市场需求不断发展,目前传统方舱设计方法已经难以支撑产品的快速生产制造。本研究针对目前方舱制造企业中历史设计案例信息资源利用率低的问题,提出了一种面向方舱的设计案例检索方法以提高设计案例的重用度。针对企业中方舱结构设计效率低的问题,利用参数化可配置变型设计技术提高方舱结构的设计效率。针对企业中图号申请效率低的问题,提出了基于机器学习的智能图号申请技术,提高了图号申请的效率。本文的主要研究工作如下:(1)在统筹分析方舱设计资源的基础上,建立方舱历史设计案例库、图号申请信息库与三维模型库等基础信息资源库,为开发方舱数字化设计系统提供基础支撑。(2)针对目前企业中设计案例资源利用率低的问题,提出了一种基于知识图谱融合实例推理技术(CBR)的方舱设计案例检索技术。基于本体思想采用自顶向下的方式构建面向方舱的设计案例知识图谱,采用Jaccard相似性度量方法计算案例的关系相似度,结合CBR计算对应节点的属性相似度,并针对知识图谱中不同类型的节点采用层次分析法(AHP)结合相似度离差和的方法进行权重分配,最后根据综合相似度排序获取与目标设计方舱相似的若干历史案例及相应的三维模型。(3)针对目前企业方舱结构设计效率低下、模型重用率低的问题,提出了基于可配置结构树的参数化变型设计方法,结合使用配置链表对借用配置模型进行判别完成模型重用。通过对企业历史设计案例及产品结构的标准化建立面向方舱的三维模型库。通过产品可配置结构树将模型库中的配置模块扩展到相似方舱模型中,使得配置组合更加多样,提高了方舱设计的灵活性和模型资源的重用性。(4)针对目前企业产品零部件图号申请效率低的问题,提出了基于机器学习的图号批量申请技术。对图号申请记录预处理后使用K-means++算法对数据进行聚类,然后使用KNN算法对零部件进行初步编码,对于“同名异号”件采用基于MVCNN的深度学习方法对零部件进行编码,最后添加流水号完成图号的申请。(5)结合上述内容,通过对Solid Works 2020进行二次开发完成数字化系统搭建,实现了方舱设计案例检索、结构快速设计、图号批量申请等功能,最后以某一方舱设计订单为例,验证了系统的实用性。
方舱数字化快速设计系统开发与实现
这是一篇关于方舱,知识图谱,案例重用,变型设计,图号申请的论文, 主要内容为方舱作为一种可移动式工作室,具有良好的灵活性和适应性,常应用于工程作业、医疗救援等领域。随着市场需求不断发展,目前传统方舱设计方法已经难以支撑产品的快速生产制造。本研究针对目前方舱制造企业中历史设计案例信息资源利用率低的问题,提出了一种面向方舱的设计案例检索方法以提高设计案例的重用度。针对企业中方舱结构设计效率低的问题,利用参数化可配置变型设计技术提高方舱结构的设计效率。针对企业中图号申请效率低的问题,提出了基于机器学习的智能图号申请技术,提高了图号申请的效率。本文的主要研究工作如下:(1)在统筹分析方舱设计资源的基础上,建立方舱历史设计案例库、图号申请信息库与三维模型库等基础信息资源库,为开发方舱数字化设计系统提供基础支撑。(2)针对目前企业中设计案例资源利用率低的问题,提出了一种基于知识图谱融合实例推理技术(CBR)的方舱设计案例检索技术。基于本体思想采用自顶向下的方式构建面向方舱的设计案例知识图谱,采用Jaccard相似性度量方法计算案例的关系相似度,结合CBR计算对应节点的属性相似度,并针对知识图谱中不同类型的节点采用层次分析法(AHP)结合相似度离差和的方法进行权重分配,最后根据综合相似度排序获取与目标设计方舱相似的若干历史案例及相应的三维模型。(3)针对目前企业方舱结构设计效率低下、模型重用率低的问题,提出了基于可配置结构树的参数化变型设计方法,结合使用配置链表对借用配置模型进行判别完成模型重用。通过对企业历史设计案例及产品结构的标准化建立面向方舱的三维模型库。通过产品可配置结构树将模型库中的配置模块扩展到相似方舱模型中,使得配置组合更加多样,提高了方舱设计的灵活性和模型资源的重用性。(4)针对目前企业产品零部件图号申请效率低的问题,提出了基于机器学习的图号批量申请技术。对图号申请记录预处理后使用K-means++算法对数据进行聚类,然后使用KNN算法对零部件进行初步编码,对于“同名异号”件采用基于MVCNN的深度学习方法对零部件进行编码,最后添加流水号完成图号的申请。(5)结合上述内容,通过对Solid Works 2020进行二次开发完成数字化系统搭建,实现了方舱设计案例检索、结构快速设计、图号批量申请等功能,最后以某一方舱设计订单为例,验证了系统的实用性。
基于MBD的轴类零件设计加工检测一体化技术研究
这是一篇关于共性特征,变型设计,加工工艺规划,检测工艺规划,影响分析的论文, 主要内容为随着智能制造的发展,加工检测一体化已成为制造业提高产品质量、缩短生产周期的重要手段。MBD技术突破了产品制造过程中设计、加工与检测环节信息不统一的屏障,形成统一的产品数字化定义,极大助力了设计加工检测一体化的发展,推动产品生产全过程的自动化和智能化。本文从轴类零件族共性特征出发,研究基于MBD的轴类零件设计加工检测一体化技术,主要研究如下:首先,从轴类零件族几何特征出发,进行几何信息与非几何信息分解,并分析了轴类零件加工质量的控制需求;在现有加工工艺规划与检测工艺规划设计原理的基础上,提出面向轴类零件族共性特征的设计加工检测一体化策略,构建了适用于零件族变型需求的共性特征三维模板模型,建立了变型关联规则,并设计了基于共性特征的加工检测集成工艺规划机制。其次,面向轴类零件共性特征,提出基于MBD的“设计—加工工艺”关联规划策略,建立基于模板变型的“设计—加工”信息关联变换机制,可以实现2～5段阶梯轴回转体特征变型。制定了设计信息与毛坯模型、工序模型的关联规则,推理实现逆向生成毛坯模型和正向生成加工工序模型,并建立加工工艺编排模块;以某阶梯轴零件为例,进行零件变型设计、加工工艺规划和加工工序编排验证。再次,针对轴类零件共性特征,探讨基于MBD的检测工艺信息表达,提出面向共性特征的视觉检测工艺规划策略。采取特征点、线为识别标志,建立了零件特征与视野关系识别模块,能够实现零件包容性判断、位姿识别及工位找正。针对不同尺寸和精度要求的零件,搭配视觉检测装置方案;以轴径检测为例,设计了行为自适应检测策略,编写了检测工艺规划程序,实现对共性特征的视觉检测规划。考虑曝光时间、装夹、检测算子参数和采样工位等多因素对轴径检测的影响,以半成品、成品零件为实验对象,进行“特征—视觉检测行为”关联影响分析实验,结果表明成品零件通过误差分析、参数优选和行为优化后检测精度可达到±1.5μm,误差波动控制在4.12μm以内。最后,以Visual Studio软件为主平台,开发轴类零件设计-加工-检测系统软件,并实现设计、加工与检测结果的可视化。以某阶梯轴零件为例,进行设计、加工、检测阶段的展示,验证操作过程的自动化。
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