數(shù)控刻楦機虛擬樣機設(shè)計及關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、本文以浙江省重大科技攻關(guān)項目——鞋楦CAD/CAM系統(tǒng)開發(fā)及數(shù)控刻楦機研制為依托，以刻楦機為研究對象，對虛擬樣機先進制造技術(shù)、知識工程思想、知識熔接、CAD&CAE一體化以及結(jié)構(gòu)多目標(biāo)優(yōu)化等關(guān)鍵技術(shù)進行了研究并應(yīng)用于工程設(shè)計，實現(xiàn)了產(chǎn)品快速知識化開發(fā)，縮短了產(chǎn)品生命周期。論文主要研究內(nèi)容如下： 1、詮釋了知識工程(KBE)概念，并對KBE系統(tǒng)的推進過程進行了探討。在充分分析刻楦機的結(jié)構(gòu)、功能以及性能等因素的基礎(chǔ)之上，架構(gòu)了數(shù)控刻

2、楦機虛擬設(shè)計方案，得出了面向概念設(shè)計的刻楦機FBS模型映射，提出并總結(jié)了基于KBE的刻楦機設(shè)計流程，實現(xiàn)了結(jié)構(gòu)設(shè)計方案。 2、采用虛擬樣機技術(shù)對數(shù)控刻楦機進行樣機設(shè)計，利用知識工程，將知識熔接技術(shù)(KF)引進刻楦機數(shù)字建模過程，設(shè)計過程中集成知識、規(guī)則、經(jīng)驗，實現(xiàn)了基于智能主模型(IMM)的雙向控制建模。同時對KF技術(shù)中知識的驅(qū)動表達做了深入的研究與應(yīng)用，基于二叉樹模型實現(xiàn)了刻楦機數(shù)字樣機的組建，最終實現(xiàn)了數(shù)字化模型的完整建立。

3、 3、依據(jù)復(fù)雜曲面實物的幾何模型反求方法，從鞋楦實物模型得到其數(shù)字化模型，提出了一種可控精度的鞋楦曲面模型重構(gòu)方法。通過三維實體激光掃描儀測量獲取點數(shù)據(jù)，并基于小波變換原理采用無偏似然估計對鞋楦原始測量點數(shù)據(jù)進行降噪平滑處理，以三次NURBS曲面擬合鞋楦表面：建立鞋楦數(shù)學(xué)模型，用等殘留高度法計算無干涉刀位軌跡，基于Unigraphics平臺虛擬刻楦進行數(shù)控(NC)程序仿真驗證。 4、應(yīng)用SPS技術(shù)對CAD&CAE一體化流

4、程方案做了較深的研究，并成功應(yīng)用于數(shù)控刻楦機部分部件動力學(xué)特性的分析，為開發(fā)以及優(yōu)化的便易提供了一種嶄新的思路；應(yīng)用DOE設(shè)計技術(shù)以及基于Pareto的MOGA-Ⅱ算法針對刻楦機龍門支撐結(jié)構(gòu)，以減輕質(zhì)量和保證動力性能為目標(biāo)進行了優(yōu)化。 5、針對刻楦機數(shù)控系統(tǒng)的實際情況制定了抗干擾措施，保障了調(diào)試以及產(chǎn)品運行的穩(wěn)定性、安全性。同時從工業(yè)控制實際應(yīng)用的角度出發(fā)，提出了基于GA尋優(yōu)的NNPID的輪廓誤差控制策略，有效控制了系統(tǒng)動態(tài)特性