磨削技術(shù)
高效磨床數(shù)字化設(shè)計(jì)的新技術(shù) |
| 發(fā)布時(shí)間：2019/7/20 |
| 1、并行設(shè)計(jì)技術(shù) 并行工程是對(duì)平面磨床產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程(包括制造和支持過(guò)程)進(jìn)行并行、一體化設(shè)計(jì)的一種系統(tǒng)化的工作模式。它要求開(kāi)發(fā)者從開(kāi)始就考慮到平面磨床產(chǎn)品全生命周期(從概念形成到平面磨床產(chǎn)品報(bào)廢)中的所有因素，包括質(zhì)量、成本、進(jìn)度和用戶需求，以減少平面磨床產(chǎn)品開(kāi)發(fā)過(guò)程下游的設(shè)計(jì)更改，以縮短整個(gè)平面磨床產(chǎn)品的開(kāi)發(fā)過(guò)程周期。并行工程中的平面磨床產(chǎn)品模型是以三維實(shí)體幾何模型為基礎(chǔ)的包括物理信息、工藝信息、成本信息、裝配信息及其他管理信息的集成的模型，其核心是并行設(shè)計(jì)。 并行設(shè)計(jì)是一種對(duì)平面磨床產(chǎn)品及其相關(guān)過(guò)程(包括設(shè)計(jì)制造過(guò)程和相關(guān)的支持過(guò)程)進(jìn)行并行和集成設(shè)計(jì)的系統(tǒng)化工作模式。與傳統(tǒng)的串行設(shè)計(jì)相比，并行設(shè)計(jì)更強(qiáng)調(diào)在平面磨床產(chǎn)品開(kāi)發(fā)的初期階段，要求平面磨床產(chǎn)品的設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)者從一開(kāi)始就要考慮平面磨床產(chǎn)品整個(gè)生命周期(從平面磨床產(chǎn)品的工藝規(guī)劃、制造、裝配、檢驗(yàn)、銷(xiāo)售、使用、維修到平面磨床產(chǎn)品的報(bào)廢為止)的所有環(huán)節(jié)，建立平面磨床產(chǎn)品生命周期中各個(gè)階段性能的繼承和約束關(guān)系及平面磨床產(chǎn)品各個(gè)方面屬性間的關(guān)系，以追求平面磨床產(chǎn)品在生命周期全過(guò)程中其性能最優(yōu)。通過(guò)平面磨床產(chǎn)品每個(gè)功能設(shè)計(jì)小組，使設(shè)計(jì)更加協(xié)調(diào)，使平面磨床產(chǎn)品性能更加完善。從而更好地滿足客戶對(duì)平面磨床產(chǎn)品綜合性能的要求，并減少開(kāi)發(fā)過(guò)程中平面磨床產(chǎn)品的反復(fù)，進(jìn)而提高平面磨床產(chǎn)品的質(zhì)量、縮短開(kāi)發(fā)周期并大大地降低平面磨床產(chǎn)品的成本。 并行設(shè)計(jì)的并行性在計(jì)算機(jī)環(huán)境下必須具有可操作性。從設(shè)計(jì)活動(dòng)來(lái)看，要有效管理設(shè)。 計(jì)流程，確定設(shè)計(jì)活動(dòng)中可并行的活動(dòng)，在整個(gè)設(shè)計(jì)過(guò)程中，重新安排各個(gè)活動(dòng)，定義完成各項(xiàng)活動(dòng)的步驟順序，協(xié)調(diào)各自過(guò)程的相互關(guān)系，解決相互間沖突。從平面磨床產(chǎn)品模型來(lái)看，模型的信息應(yīng)可修改和更新，特別是針對(duì)平面磨床產(chǎn)品外形的幾何模型。 在并行設(shè)計(jì)過(guò)程中，下游活動(dòng)中的輸人數(shù)據(jù)和信息來(lái)源于前面環(huán)節(jié)的輸出結(jié)果。在并行設(shè)計(jì)時(shí)，當(dāng)前工作小組可以在前面工作小組的任務(wù)尚未完成時(shí)，就啟動(dòng)當(dāng)前活動(dòng)，這個(gè)時(shí)候獲得的信息是不完備的，但卻是當(dāng)前活動(dòng)所必需的。在當(dāng)前活動(dòng)中，根據(jù)這些信息進(jìn)行的設(shè)計(jì)可能會(huì)因信息是不完備的，從而導(dǎo)致設(shè)計(jì)結(jié)果會(huì)隨著前面結(jié)果的變化而變化。在開(kāi)發(fā)過(guò)程中，各環(huán)節(jié)的模型與信息也是不斷完善的過(guò)程，直到設(shè)計(jì)過(guò)程全部完成。 2、仿真與虛擬樣機(jī) 仿真是模型在計(jì)算機(jī)上的運(yùn)行，平面磨床產(chǎn)品制造中所涉及的模型大致可以分為三類，即平面磨床產(chǎn)品模型、制造系統(tǒng)模型和開(kāi)發(fā)過(guò)程(包括設(shè)計(jì)、加工、裝配、測(cè)試等)模型。仿真技術(shù)是一門(mén)多學(xué)科的綜合性技術(shù)，它以控制論、系統(tǒng)論、相似原理和信息技術(shù)為基礎(chǔ)，以計(jì)算機(jī)和專用設(shè)備為工具，利用系統(tǒng)模型對(duì)實(shí)際的或設(shè)想的系統(tǒng)進(jìn)行動(dòng)態(tài)試驗(yàn)。例如，汽車(chē)或飛機(jī)的駕駛訓(xùn)練模擬器，就是應(yīng)用仿真技術(shù)的成果。信息處理技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，實(shí)際上已經(jīng)完全改變?yōu)榉抡娴母拍?。仿真技術(shù)的應(yīng)用以上述三類模型為中心展開(kāi)。 1)以平面磨床產(chǎn)品模型為中心的仿真包括平面磨床產(chǎn)品的靜態(tài)和動(dòng)態(tài)性能分析、平面磨床產(chǎn)品的可制造性分析、平面磨床產(chǎn)品的可裝配性分析。在進(jìn)行平面磨床產(chǎn)品開(kāi)發(fā)時(shí)，要考慮的不只局限于與功能需求有關(guān)的方面，如形狀、尺寸、結(jié)構(gòu)及各種物理特性，還要綜合考慮諸如制造、裝配、維護(hù)、成本等各方面的因素。 2)以制造系統(tǒng)模型為中心的仿真包括對(duì)于復(fù)雜制造裝備(如加工中心、機(jī)器人等)的仿真、對(duì)于復(fù)雜制造系統(tǒng)(柔性制造車(chē)間的設(shè)計(jì)和運(yùn)行)的仿真。 3)以開(kāi)發(fā)過(guò)程模型為中心的仿真包括設(shè)計(jì)過(guò)程的仿真和制造過(guò)程的仿真。在設(shè)計(jì)階段，平面磨床產(chǎn)品的性能和成本就基本上確定了，而正是因?yàn)樵O(shè)計(jì)階段的重要性，以及設(shè)計(jì)過(guò)程中多學(xué)科協(xié)作和反復(fù)設(shè)計(jì)、試驗(yàn)帶來(lái)的復(fù)雜性，設(shè)計(jì)過(guò)程的建模和仿真越來(lái)越受到人們的重視。 虛擬樣機(jī)是利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)建立與物理樣機(jī)相似的模型，通過(guò)對(duì)該模型進(jìn)行評(píng)估和機(jī)械工程中的虛擬樣機(jī)技術(shù)又稱為機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)態(tài)仿真技術(shù)，是國(guó)際上20世紀(jì)80年代隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展而迅速發(fā)展起來(lái)的一項(xiàng)計(jì)算機(jī)輔助工程(CAE)技術(shù)，工程師在計(jì)算機(jī)上建立樣機(jī)模型，對(duì)模型進(jìn)行各種動(dòng)態(tài)性能分析，然后改進(jìn)樣機(jī)設(shè)計(jì)方案，用數(shù)字化形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實(shí)物樣機(jī)試驗(yàn)。運(yùn)用摩擬樣機(jī)技術(shù)減少平面磨床產(chǎn)品開(kāi)發(fā)費(fèi)用和成本，明顯提高平面磨床產(chǎn)品質(zhì)量，提高平面磨床產(chǎn)品的系統(tǒng)及性能，獲得最優(yōu)化和創(chuàng)新的平面磨床產(chǎn)品設(shè)計(jì)平面磨床產(chǎn)品。因此，該項(xiàng)技術(shù)一出現(xiàn)，立展p受到了工業(yè)發(fā)達(dá)國(guó)家、有關(guān)科研機(jī)構(gòu)和大學(xué)、公司的極大重視，許多著名制造廠商紛紛將虛擬樣機(jī)技術(shù)引入各自的平面磨床產(chǎn)品開(kāi)發(fā)中，取得了很好的經(jīng)濟(jì)效益。虛擬樣機(jī)技術(shù)的研究范圍主要是機(jī)械系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，其核心是利用計(jì)算機(jī)輔助分析技術(shù)進(jìn)行機(jī)械系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)分析，以確定系統(tǒng)及其構(gòu)件在任意時(shí)刻的位置、速度和加速度，同時(shí)通過(guò)求解代數(shù)方程組確定引起系統(tǒng)及其各構(gòu)件運(yùn)動(dòng)所需的作用力及其反作用力。 3、多學(xué)科綜合優(yōu)化技術(shù) 多學(xué)科設(shè)計(jì)優(yōu)化(Multidisciplinary Design Optimization，MDO)是一種通過(guò)利用工程系統(tǒng)中相互作用的協(xié)同機(jī)制來(lái)設(shè)計(jì)復(fù)雜系統(tǒng)和子系統(tǒng)的方法論。其主要思想是在復(fù)雜系統(tǒng)設(shè)計(jì)的整個(gè)過(guò)程中利用分布式計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)集成各個(gè)學(xué)科(子系統(tǒng))的知識(shí)，應(yīng)用有效的設(shè)計(jì)優(yōu)化策略，組織和管理設(shè)計(jì)過(guò)程。致力于通過(guò)充分利用各個(gè)學(xué)科(子系統(tǒng))之間的相互作用所產(chǎn)生的協(xié)同效應(yīng)，獲得系統(tǒng)的整體最優(yōu)解，縮短設(shè)計(jì)周期。 4、異地協(xié)同2設(shè)計(jì)技術(shù) 異地協(xié)同設(shè)計(jì)與制造系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)包括異地省力、物質(zhì)資源建模與管理：異地分布式作業(yè)調(diào)度模型；任務(wù)沖突解決；支持異地協(xié)同設(shè)計(jì)的三維可視環(huán)境的建立；異地平面磨床產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換、傳輸；平面磨床產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)的異地修改；異地過(guò)程監(jiān)控模型；基于網(wǎng)絡(luò)的異地協(xié)同工作機(jī)制；異地設(shè)計(jì)與制造的平面磨床產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；安全防范機(jī)制。 |
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