數控刻楦機虛擬樣機設計及關鍵技術研究.pdf

1、本文以浙江省重大科技攻關項目——鞋楦CAD/CAM系統開發(fā)及數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、知識工程思想、知識熔接、CAD&CAE一體化以及結構多目標優(yōu)化等關鍵技術進行了研究并應用于工程設計，實現了產品快速知識化開發(fā)，縮短了產品生命周期。論文主要研究內容如下： 1、詮釋了知識工程(KBE)概念，并對KBE系統的推進過程進行了探討。在充分分析刻楦機的結構、功能以及性能等因素的基礎之上，架構了數控刻

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

3、 3、依據復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字化模型，提出了一種可控精度的鞋楦曲面模型重構方法。通過三維實體激光掃描儀測量獲取點數據，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據進行降噪平滑處理，以三次NURBS曲面擬合鞋楦表面：建立鞋楦數學模型，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控(NC)程序仿真驗證。 4、應用SPS技術對CAD&CAE一體化流

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