磨削技術
高效磨床數(shù)字化設計的新技術 |
| 發(fā)布時間：2019/7/20 |
| 1、并行設計技術 并行工程是對平面磨床產(chǎn)品及其相關過程(包括制造和支持過程)進行并行、一體化設計的一種系統(tǒng)化的工作模式。它要求開發(fā)者從開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)品報廢)中的所有因素，包括質量、成本、進度和用戶需求，以減少平面磨床產(chǎn)品開發(fā)過程下游的設計更改，以縮短整個平面磨床產(chǎn)品的開發(fā)過程周期。并行工程中的平面磨床產(chǎn)品模型是以三維實體幾何模型為基礎的包括物理信息、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，其核心是并行設計。 并行設計是一種對平面磨床產(chǎn)品及其相關過程(包括設計制造過程和相關的支持過程)進行并行和集成設計的系統(tǒng)化工作模式。與傳統(tǒng)的串行設計相比，并行設計更強調在平面磨床產(chǎn)品開發(fā)的初期階段，要求平面磨床產(chǎn)品的設計開發(fā)者從一開始就要考慮平面磨床產(chǎn)品整個生命周期(從平面磨床產(chǎn)品的工藝規(guī)劃、制造、裝配、檢驗、銷售、使用、維修到平面磨床產(chǎn)品的報廢為止)的所有環(huán)節(jié)，建立平面磨床產(chǎn)品生命周期中各個階段性能的繼承和約束關系及平面磨床產(chǎn)品各個方面屬性間的關系，以追求平面磨床產(chǎn)品在生命周期全過程中其性能最優(yōu)。通過平面磨床產(chǎn)品每個功能設計小組，使設計更加協(xié)調，使平面磨床產(chǎn)品性能更加完善。從而更好地滿足客戶對平面磨床產(chǎn)品綜合性能的要求，并減少開發(fā)過程中平面磨床產(chǎn)品的反復，進而提高平面磨床產(chǎn)品的質量、縮短開發(fā)周期并大大地降低平面磨床產(chǎn)品的成本。 并行設計的并行性在計算機環(huán)境下必須具有可操作性。從設計活動來看，要有效管理設。 計流程，確定設計活動中可并行的活動，在整個設計過程中，重新安排各個活動，定義完成各項活動的步驟順序，協(xié)調各自過程的相互關系，解決相互間沖突。從平面磨床產(chǎn)品模型來看，模型的信息應可修改和更新，特別是針對平面磨床產(chǎn)品外形的幾何模型。 在并行設計過程中，下游活動中的輸人數(shù)據(jù)和信息來源于前面環(huán)節(jié)的輸出結果。在并行設計時，當前工作小組可以在前面工作小組的任務尚未完成時，就啟動當前活動，這個時候獲得的信息是不完備的，但卻是當前活動所必需的。在當前活動中，根據(jù)這些信息進行的設計可能會因信息是不完備的，從而導致設計結果會隨著前面結果的變化而變化。在開發(fā)過程中，各環(huán)節(jié)的模型與信息也是不斷完善的過程，直到設計過程全部完成。 2、仿真與虛擬樣機 仿真是模型在計算機上的運行，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)模型和開發(fā)過程(包括設計、加工、裝配、測試等)模型。仿真技術是一門多學科的綜合性技術，它以控制論、系統(tǒng)論、相似原理和信息技術為基礎，以計算機和專用設備為工具，利用系統(tǒng)模型對實際的或設想的系統(tǒng)進行動態(tài)試驗。例如，汽車或飛機的駕駛訓練模擬器，就是應用仿真技術的成果。信息處理技術和網(wǎng)絡技術的發(fā)展，實際上已經(jīng)完全改變?yōu)榉抡娴母拍?。仿真技術的應用以上述三類模型為中心展開。 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。在進行平面磨床產(chǎn)品開發(fā)時，要考慮的不只局限于與功能需求有關的方面，如形狀、尺寸、結構及各種物理特性，還要綜合考慮諸如制造、裝配、維護、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于復雜制造裝備(如加工中心、機器人等)的仿真、對于復雜制造系統(tǒng)(柔性制造車間的設計和運行)的仿真。 3)以開發(fā)過程模型為中心的仿真包括設計過程的仿真和制造過程的仿真。在設計階段，平面磨床產(chǎn)品的性能和成本就基本上確定了，而正是因為設計階段的重要性，以及設計過程中多學科協(xié)作和反復設計、試驗帶來的復雜性，設計過程的建模和仿真越來越受到人們的重視。 虛擬樣機是利用計算機仿真技術建立與物理樣機相似的模型，通過對該模型進行評估和機械工程中的虛擬樣機技術又稱為機械系統(tǒng)動態(tài)仿真技術，是國際上20世紀80年代隨著計算機技術的發(fā)展而迅速發(fā)展起來的一項計算機輔助工程(CAE)技術，工程師在計算機上建立樣機模型，對模型進行各種動態(tài)性能分析，然后改進樣機設計方案，用數(shù)字化形式代替?zhèn)鹘y(tǒng)的實物樣機試驗。運用摩擬樣機技術減少平面磨床產(chǎn)品開發(fā)費用和成本，明顯提高平面磨床產(chǎn)品質量，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)品設計平面磨床產(chǎn)品。因此，該項技術一出現(xiàn)，立展p受到了工業(yè)發(fā)達國家、有關科研機構和大學、公司的極大重視，許多著名制造廠商紛紛將虛擬樣機技術引入各自的平面磨床產(chǎn)品開發(fā)中，取得了很好的經(jīng)濟效益。虛擬樣機技術的研究范圍主要是機械系統(tǒng)動力學和運動學分析，其核心是利用計算機輔助分析技術進行機械系統(tǒng)的動力學和運動學分析，以確定系統(tǒng)及其構件在任意時刻的位置、速度和加速度，同時通過求解代數(shù)方程組確定引起系統(tǒng)及其各構件運動所需的作用力及其反作用力。 3、多學科綜合優(yōu)化技術 多學科設計優(yōu)化(Multidisciplinary Design Optimization，MDO)是一種通過利用工程系統(tǒng)中相互作用的協(xié)同機制來設計復雜系統(tǒng)和子系統(tǒng)的方法論。其主要思想是在復雜系統(tǒng)設計的整個過程中利用分布式計算機網(wǎng)絡技術來集成各個學科(子系統(tǒng))的知識，應用有效的設計優(yōu)化策略，組織和管理設計過程。致力于通過充分利用各個學科(子系統(tǒng))之間的相互作用所產(chǎn)生的協(xié)同效應，獲得系統(tǒng)的整體最優(yōu)解，縮短設計周期。 4、異地協(xié)同2設計技術 異地協(xié)同設計與制造系統(tǒng)的關鍵技術包括異地省力、物質資源建模與管理：異地分布式作業(yè)調度模型；任務沖突解決；支持異地協(xié)同設計的三維可視環(huán)境的建立；異地平面磨床產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)的動態(tài)實時轉換、傳輸；平面磨床產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)的異地修改；異地過程監(jiān)控模型；基于網(wǎng)絡的異地協(xié)同工作機制；異地設計與制造的平面磨床產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)；安全防范機制。 |
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