復(fù)雜夾具智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、提高夾具設(shè)計(jì)的質(zhì)量和效率在產(chǎn)品生產(chǎn)制造中具有重要的意義，計(jì)算機(jī)輔助夾具設(shè)計(jì)技術(shù)（Computer Aided Fixture Design ，CAFD）的提出，為夾具設(shè)計(jì)提供了一條非常有效的途徑。但是，當(dāng)前基于CAD的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)大多還停留在解決設(shè)計(jì)過(guò)程中的幾何建模層次上，即使引入了一些智能機(jī)制，但在處理復(fù)雜夾具設(shè)計(jì)時(shí)仍然存在一些問(wèn)題，主要表現(xiàn)在大多數(shù)CAFD系統(tǒng)忽略了工件的幾何特征或者其求解機(jī)制很少結(jié)合這些幾何特征，使得實(shí)現(xiàn)智能化的夾

2、具詳細(xì)設(shè)計(jì)困難。另一方面，工件幾何拓?fù)涮卣髦苯記Q定了夾具結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用廣泛的基于實(shí)例推理的夾具設(shè)計(jì)系統(tǒng)中幾何拓?fù)湫畔o(wú)法利用，限制了實(shí)例檢索效率，也限制了實(shí)例重用效率。此外，夾具設(shè)計(jì)中常用的專(zhuān)家系統(tǒng)等推理方式，知識(shí)獲取困難，在很大程度上限制了智能設(shè)計(jì)系統(tǒng)的應(yīng)用。 為了實(shí)現(xiàn)復(fù)雜夾具的智能化設(shè)計(jì)，本文結(jié)合特征識(shí)別技術(shù)、3D模型檢索技術(shù)和傳統(tǒng)的幾何分析推理技術(shù)，提出了廣義3D幾何推理技術(shù)的概念；研究了面向夾具設(shè)計(jì)的3D模型幾何分析和推理

3、方法的關(guān)鍵技術(shù)，包括3D幾何信息提取方法、幾何推理策略、幾何模型的拓?fù)浔硎?、融合工程語(yǔ)義的幾何模型相似性比較、基于幾何相似性的智能變型設(shè)計(jì)、設(shè)計(jì)知識(shí)的提取和表示等方面的內(nèi)容；結(jié)合實(shí)際工程需求開(kāi)發(fā)了一套CAFD系統(tǒng)。論文的主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)如下： 2面向夾具設(shè)計(jì)的特征識(shí)別。提出了一種基于圖的夾具特征識(shí)別技術(shù)，給出了一種通過(guò)最大凹邊凝聚方法識(shí)別極限表面的方法，并定義了制造特征的方向，在此基礎(chǔ)上給出夾具特征識(shí)別的完整算法。同時(shí)針對(duì)夾具設(shè)計(jì)中

4、需要提取出特殊的特征的需要，提出了一種雙鏈遺傳算法，并將這種算法應(yīng)用于特征識(shí)別過(guò)程中?？梢栽谝欢ǔ潭壬峡朔鹘y(tǒng)基于屬性鄰接圖的特征識(shí)別的不足。 2推廣了Brost-Goldberg方法，提出了完整的面向三維夾具設(shè)計(jì)的定位夾緊規(guī)劃方法。Brost-Goldberg方法，在一定程度上只能解決二維零件和棱柱形零件，論文結(jié)合夾具特征識(shí)別技術(shù)和三維幾何分析技術(shù)，將該方法推廣到了三維夾具設(shè)計(jì)，并提出了三維夾具設(shè)計(jì)中的夾緊方案的確定方法。針

5、對(duì)夾具詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的需要，提出了一種面向智能設(shè)計(jì)的夾具元件完整描述，并給出了特征裝配環(huán)的概念用以檢驗(yàn)裝配尺寸完備性，在自動(dòng)選件的基礎(chǔ)上實(shí)現(xiàn)夾具詳細(xì)結(jié)構(gòu)自動(dòng)化設(shè)計(jì)，使得自動(dòng)化夾具設(shè)計(jì)方法得到了一定的推廣。 2在零件屬性鄰接圖（AAG）的基礎(chǔ)上提出了一種零件幾何拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的特征關(guān)注度模型，并給出了特征關(guān)注度模型的生成方法，在此基礎(chǔ)實(shí)現(xiàn)了結(jié)合幾何推理的夾具實(shí)例檢索算法。同時(shí)針對(duì)傳統(tǒng)基于實(shí)例推理（CBR）技術(shù)設(shè)計(jì)實(shí)例修改自動(dòng)化程度低的問(wèn)

6、題，論文在特征相似性的基礎(chǔ)上，提出了一種夾具實(shí)例自動(dòng)化變型設(shè)計(jì)的方法，進(jìn)一步提高CBR處理的智能化程度，為實(shí)現(xiàn)CBR技術(shù)完整的解決方法探索了一條新路。 2針對(duì)夾具設(shè)計(jì)知識(shí)獲取困難的問(wèn)題，本文提出了一種在幾何結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)挖掘和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，進(jìn)行夾具設(shè)計(jì)知識(shí)學(xué)習(xí)方法。給出了夾具結(jié)構(gòu)的圖表示，以及自動(dòng)獲取夾具結(jié)構(gòu)的方法和夾具結(jié)構(gòu)聚類(lèi)的完整描述。給出了描述工序件拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的擴(kuò)展屬性鄰接圖，在此基礎(chǔ)上給出了工序件對(duì)夾具結(jié)構(gòu)的支持子圖的概