基于元動作單元的加工中心設計過程耦合與解耦技術研究.pdf

1、加工中心作為數控機床中技術含量最高的基礎裝備之一，其質量的好壞集中體現著一個國家或地區(qū)的綜合實力和科技發(fā)展水平。設計作為加工中心研制過程的最重要環(huán)節(jié)，是質量的源泉，直接決定著產品質量的高低。為了研究出一種性能穩(wěn)定性好、可靠性高、適合加工中心且能夠快速響應復雜多變的市場需求的設計方法，論文在國家自然科學基金項目和高檔數控機床與基礎制造裝備科技重大專項子課題的支持下，對加工中心設計過程的任務分解、耦合以及耦合解耦等問題進行了系統(tǒng)的研究，對加

2、工中心的設計與開發(fā)具有一定的理論指導意義和工程實踐應用作用。主要研究內容如下：
　　首先，針對加工中心的整機功能是由多個基本動作傳遞完成的特點，借助于FMA（Function—Motion—Action，FMA）結構化分解方法，將加工中心的設計過程分解為元動作單元的設計以及單元間的連接設計，定義了元動作設計單元，建立了以元動作設計單元為基礎的加工中心設計過程。最后以某國產加工中心為例，分析了其基于元動作設計單元的設計過程。

3、　　然后，從設計的角度，針對任意兩個元動作單元，建立耦合約束模型，分析耦合的主要類型，進而構建元動作單元間的耦合設計結構矩陣（Design Structure Matrix,DSM）。在此基礎上提出了加工中心的解耦技術框架，定義了元動作單元間“硬解耦”和“軟解耦”。針對硬解耦可能存在的問題，提出了一種通過有向圖理論建立元動作單元聚合集來實現加工中心設計過程軟解耦的方法。最后以某國產加工中心中托盤交換架交換工件運動的設計為例，證明了該方法