炮身的三维可视化加工及装配工艺系统研究
这是一篇关于炮身,三维CAPP,可视化加工,炮尾,装配工艺的论文, 主要内容为随着数字化制造设计技术的不断发展,适应中国智能制造的进程,对传统军工制造企业的制造技术也提出了更高的要求。二维CAD的CAPP系统在工艺编制的准确性、可视化程度等方面还存在不足,实现三维CAPP技术已经成为军工制造企业迫切需要解决的问题之一。本文提出一种三维CAPP系统总体设计框架、工艺设计系统功能模块的设计方案。对三维CAPP系统的工艺设计、可视化技术的实现及装配过程进行分析,通过将加工和装配工艺的可视化呈现,实现此三维CAPP系统的研究,使其实现对火炮的三维可视化工艺的编制工作,提高工艺人员在加工及装配过程中工艺编制的效率和准确性。主要研究内容是:根据炮身提出一种三维CAPP系统的总体研究设计方案,详细介绍三维CAPP系统的集成和各个功能模块;实现基于多信息模型的火炮身管三维可视化工艺设计;对KMCAPP和Creo进行二次开发,完成三维CAPP系统的管理开发、模型加工特征拾取、三维CAPP系统的设计及各功能模块、炮尾模型的可视化装配系统,使实现火炮从加工到装配工艺的可视化;基于三维多信息MBD模型实现对模型的加工特征进行识别和拾取,通过工艺生成系统,完成对工艺的可视化输出和可视化装配模型的自动生成输出。本文最后完成对炮身的加工及装配工艺的可视化验证,证明了该系统的有效性和准确性。
航天发动机核心部件装配工序智能推荐及审查技术研究
这是一篇关于关联规则挖掘,贝叶斯网络,工序智能推荐,工艺审查,航天发动机,装配工艺的论文, 主要内容为随着航天发动机型号、种类的不断增加,其设计、装配等环节也呈现多样性,出现了发动机核心部件装配工艺种类繁多但对历史工艺复用性低的问题;同时,工艺设计过程有较大的经验依赖性,导致工艺设计周期长、效率低;而且工艺设计规范未统一,易出现参数设置错误、工艺表述不规范等问题,研究发动机核心部件装配工序智能推荐及审查技术对于提高工艺设计效率和质量具有重要意义。本文将研究序列化关联规则挖掘技术,提高历史工艺方案的复用率;建立核心部件装配工序智能推荐模型,提高工艺设计的效率;研究发动机核心部件装配工艺审查规则表示方法及审查算法,完成对工艺文件的审查过程,提高工艺设计的质量和准确性。具体研究方法如下:首先,为提高航天发动机核心部件装配工艺的复用性,解决传统挖掘算法难以实现有序序列挖掘的不足,本文研究序列化关联规则挖掘算法,对工艺方案中的典型工艺序列进行挖掘。通过对现有关联规则挖掘方法进行分析,提出基于条件置信度的序列关联规则挖掘算法—Sequence Based FP-Growth算法,实现序列化关联规则挖掘;与Apriori算法和FP-Growth算法进行对比实验,验证算法的有效性,并对历史装配工艺进行典型工艺序列的挖掘。然后,为提高工艺设计的效率,减少工艺设计环节的经验依赖,本文对核心部件装配工序智能推荐技术进行研究。基于历史工艺构建知识图谱,建立工艺文件各部分间的关联;利用知识图谱进行工序子图检索,结合关联规则库,构建基于Noisy-OR_BN的装配工序推荐模型;基于贝叶斯网络的推理能力得到工序推荐列表;通过历史工艺方案验证工序推荐模型的有效性。其次,为提高工艺文件的规范性、准确性和设计质量,本文研究基于规则的工艺审查算法。通过对知识表示方法进行分析,结合工艺审查的特点及要求,分别对不同审查规则进行规范化表述,创建工艺审查规则库;研究基于规则的工艺审查算法,进行工艺文件规范性和准确性的审查。最后,基于以上理论方法的研究,结合航天发动机核心部件装配工艺设计需求,研发航天发动机核心部件装配工艺管理系统,完成装配过程数据管理、工艺方案设计和工艺审查等功能,为实际装配工艺设计及审查环节提供系统支撑,有效提高航天发动机核心部件装配工艺设计效率和质量。
船用柴油机三维装配工艺设计系统与MES集成技术研究
这是一篇关于系统集成,装配工艺,资源配置,可视化,质量诊断的论文, 主要内容为船用柴油机作为一种典型的复杂产品,其零部件众多、结构复杂的特点为装配工艺设计和装配工艺执行带来了较大的挑战。在制造业全面追求智能制造的大趋势下,引进先进的设计与制造系统已成为提高企业竞争力的重要途径之一。然而,某船用柴油机制造企业由于设计环节与制造环节的脱离,在引进三维装配工艺设计系统和制造执行系统(简称MES)的基础上,依旧还存在工艺资源配置不合理、工艺信息现场可视化效果差、工艺诊断困难等问题。针对这一系列的问题,本文从集成的角度出发提出了基于多指标的工艺资源优化配置方法、基于网页发布技术的工艺可视化输出方法以及基于控制图的质量控制与诊断方法,并详细阐述了各类方法的实现流程。最后,从船用柴油机制造企业的实际需求出发,开发了船用柴油机三维装配工艺设计系统与MES集成模块。本文的具体研究工作如下:(1)研究了工艺资源优化配置的方法。针对实际制造过程中资源使用易发生冲突的情况,提出采用多级匹配的方法。通过遍历资源库,找出资源基本属性与制造任务要求相符合的资源,完成一级匹配过程。在一级匹配的基础上,通过获取MES的质量信息和资源负荷信息,对资源进行多指标评价,完成资源的最终匹配,从而实现装配资源的优化配置。(2)研究了工艺信息可视化输出的方法。针对二维图纸指导现场装配,工艺信息表达不直观的缺点,提出了基于ASP.NET平台的工艺发布技术。探索出了可视化模板的定制方式和工艺信息可视化预处理的方法,研究了基于B/S(Browser/Server,浏览器/服务器模式)架构的信息传递方式,实现了企业无纸化生产的目标。(3)研究了质量控制与诊断的方法。针对异常因素发现难和诊断难的问题,提出了基于控制图的质量控制与诊断方法。以关键工序控制图的不同波动模式作为异常判定的依据,并在此基础上提出利用正交分析的方法来实现对异常原因的查找,最后结合工艺知识库完成了对异常的诊断,降低了设计人员处理异常的难度,提高了异常反馈的速度。(4)基于上述研究方法,开发了系统集成模块,打通了工艺设计与制造之间的集成链路。并在此基础上,以某企业船用柴油机装配为对象,分别从工艺设计环节、工艺执行环节、工序异常诊断环节对集成模块的各功能进行了分析和验证。
航天发动机核心部件装配工序智能推荐及审查技术研究
这是一篇关于关联规则挖掘,贝叶斯网络,工序智能推荐,工艺审查,航天发动机,装配工艺的论文, 主要内容为随着航天发动机型号、种类的不断增加,其设计、装配等环节也呈现多样性,出现了发动机核心部件装配工艺种类繁多但对历史工艺复用性低的问题;同时,工艺设计过程有较大的经验依赖性,导致工艺设计周期长、效率低;而且工艺设计规范未统一,易出现参数设置错误、工艺表述不规范等问题,研究发动机核心部件装配工序智能推荐及审查技术对于提高工艺设计效率和质量具有重要意义。本文将研究序列化关联规则挖掘技术,提高历史工艺方案的复用率;建立核心部件装配工序智能推荐模型,提高工艺设计的效率;研究发动机核心部件装配工艺审查规则表示方法及审查算法,完成对工艺文件的审查过程,提高工艺设计的质量和准确性。具体研究方法如下:首先,为提高航天发动机核心部件装配工艺的复用性,解决传统挖掘算法难以实现有序序列挖掘的不足,本文研究序列化关联规则挖掘算法,对工艺方案中的典型工艺序列进行挖掘。通过对现有关联规则挖掘方法进行分析,提出基于条件置信度的序列关联规则挖掘算法—Sequence Based FP-Growth算法,实现序列化关联规则挖掘;与Apriori算法和FP-Growth算法进行对比实验,验证算法的有效性,并对历史装配工艺进行典型工艺序列的挖掘。然后,为提高工艺设计的效率,减少工艺设计环节的经验依赖,本文对核心部件装配工序智能推荐技术进行研究。基于历史工艺构建知识图谱,建立工艺文件各部分间的关联;利用知识图谱进行工序子图检索,结合关联规则库,构建基于Noisy-OR_BN的装配工序推荐模型;基于贝叶斯网络的推理能力得到工序推荐列表;通过历史工艺方案验证工序推荐模型的有效性。其次,为提高工艺文件的规范性、准确性和设计质量,本文研究基于规则的工艺审查算法。通过对知识表示方法进行分析,结合工艺审查的特点及要求,分别对不同审查规则进行规范化表述,创建工艺审查规则库;研究基于规则的工艺审查算法,进行工艺文件规范性和准确性的审查。最后,基于以上理论方法的研究,结合航天发动机核心部件装配工艺设计需求,研发航天发动机核心部件装配工艺管理系统,完成装配过程数据管理、工艺方案设计和工艺审查等功能,为实际装配工艺设计及审查环节提供系统支撑,有效提高航天发动机核心部件装配工艺设计效率和质量。
基于数字孪生的小型电机装配工艺建模与仿真研究
这是一篇关于小型电机,数字孪生,装配工艺,建模,仿真的论文, 主要内容为在技术进步和工业化实践动态发展的背景下,智能制造技术是全球制造业未来发展最重要的趋势,中国要从“制造大国”向“制造强国”迈进,需要依靠技术创新。其中,将现实物理世界的物体数字化,在数字世界中创建高度还原的实体,通过对数字世界的仿真与分析,进一步理解和优化物理实体的运行规律,即数字孪生,是一种有效的技术创新方式。另一方面,在企业实践中,发现电机生产制造企业存在着装配效率低下的问题,主要由于小型电机品种多、装配时精度要求高、装配工艺复杂,使得小型电机的装配效率低,装配过程管理难度大,同时装配工艺的影响因素众多,传统的方法通常难以定量准确、可视化地进行小型电机装配工艺过程的监控,也难以全面有效地发现装配过程中存在的问题。本文为有效解决小型电机装配效率低、管理困难的问题,利用数字孪生技术,提出一种基于数字孪生的小型电机装配工艺的建模与仿真研究,设计一款小型电机数字孪生装配系统,实现装配工艺的数字孪生仿真与可视化监控,能够让企业在小型电机投入生产前,在数字孪生环境进行建模、仿真和可视化监控,帮助工人提升对小型电机装配环境及装配工艺的认知能力,为管理者提供一种管理方式,从而提高小型电机的装配效率。本文的主要研究内容如下:(1)以小型电机装配工艺为研究对象,分析小型电机的装配工艺流程,提出设计开发一个小型电机数字孪生装配系统,并对系统进行需求分析,提出系统的设计原则,为实现系统的开发提供技术支持。同时根据系统实际需求,将系统划分为人机交互接口、装配工艺知识库、装配环境漫游、虚拟装配仿真四个功能模块。借助数字孪生的五维模型建立小型电机装配工艺数字孪生系统体系架构,规划系统总体开发流程。(2)通过采集小型电机装配的相关信息,建立了小型电机装配工艺的几何模型、行为模型、逻辑模型,将这几种模型分析、组成、集合,形成了数字孪生模型,构建出了数字孪生世界,其中主要包含了小型电机装配过程中的机械设备、小型电机的零部件、操作员工、装配环境等三维世界,结合所构建的行为模型和逻辑模型,能够在孪生世界中实现正确的、严谨的装配流程作业,为后续的仿真起到了支撑的作用。(3)对小型电机装配工艺的数字孪生模型进行了仿真研究。首先对相关装配工艺系统数据进行采集、整理、分类、传输。接着利用Unity 3D虚拟引擎开发平台,进行小型电机虚拟装配场景的搭建。最后通过对虚拟场景灯光、物体材质、摄像机等的设置,1:1还原真实装配场景,增强虚拟场景的逼真感,提升系统用户的沉浸式体验感。然后,从装配设备布局仿真、装配工艺过程仿真和装配数据仿真这三个方面对小型电机装配工艺过程进行仿真研究。最后借助Flexsim软件对整个装配流程结果进行仿真分析,从管理者和员工两个角度,反应出借助数字孪生技术,有效地改善了小型电机装配效率差的问题。
炮身的三维可视化加工及装配工艺系统研究
这是一篇关于炮身,三维CAPP,可视化加工,炮尾,装配工艺的论文, 主要内容为随着数字化制造设计技术的不断发展,适应中国智能制造的进程,对传统军工制造企业的制造技术也提出了更高的要求。二维CAD的CAPP系统在工艺编制的准确性、可视化程度等方面还存在不足,实现三维CAPP技术已经成为军工制造企业迫切需要解决的问题之一。本文提出一种三维CAPP系统总体设计框架、工艺设计系统功能模块的设计方案。对三维CAPP系统的工艺设计、可视化技术的实现及装配过程进行分析,通过将加工和装配工艺的可视化呈现,实现此三维CAPP系统的研究,使其实现对火炮的三维可视化工艺的编制工作,提高工艺人员在加工及装配过程中工艺编制的效率和准确性。主要研究内容是:根据炮身提出一种三维CAPP系统的总体研究设计方案,详细介绍三维CAPP系统的集成和各个功能模块;实现基于多信息模型的火炮身管三维可视化工艺设计;对KMCAPP和Creo进行二次开发,完成三维CAPP系统的管理开发、模型加工特征拾取、三维CAPP系统的设计及各功能模块、炮尾模型的可视化装配系统,使实现火炮从加工到装配工艺的可视化;基于三维多信息MBD模型实现对模型的加工特征进行识别和拾取,通过工艺生成系统,完成对工艺的可视化输出和可视化装配模型的自动生成输出。本文最后完成对炮身的加工及装配工艺的可视化验证,证明了该系统的有效性和准确性。
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