基于数字制造环境的可重构装配线仿真分析平台

以某汽车变速箱装配生产线制造系统为背景,应用多Agent制造及Holon制造模式改造传统装配生产线以提升其柔性与重构能力·针对基于agent与holon混合思想的可重构装配生产线的基础框架与实现等理论提供分析验证环境,提出应用数字制造技术构建面向可重构装配线的数字仿真验证平台·在分析面向重构装配线的仿真平台功能特征的基础上,构建了数字仿真验证平台的框架·研究了仿真平台开发中的系统集成、可视化仿真、可重构装配线性能分析等关键技术,最后给出了仿真平台的实例系统·     

快速抛光技术接触压力建模与仿真

快速抛光技术不但可提高加工速度,还能保证抛光精度,是实现超精密平面光学元件批量化加工的最有效加工方式.通过对快速抛光原理的分析,建立了工件与抛光垫之间的弹性力学模型,分析了载荷条件和边界位移条件,并以此为基础建立了工件与抛光垫的有限元模型.通过仿真分析得出了接触压力的分布情况,并通过抛光实验验证了仿真结果,为研究快速抛光技术提供了实验理论依据.     

发射药柔性制造技术仿真演示系统的研究

应用柔性制造的概念和技术对发射药生产线进行技术改造意义深远，同时也是一项开拓性的工作。该文主要研究溶剂法生产发射药的柔性生产线的仿真系统，介绍了参数模型的建立和动画仿真、参数的优化、集成系统的动画仿真演示等，从而为单元正样机的研制及发射药柔性生产线的建造提供了一决策依据和参考模型，实现了发射药柔性生产从概念到模型的跨越，     

面向虚拟装配的复杂产品装配建模技术

针对复杂产品特点,提出并分析了虚拟环境下复杂产品的装配建模技术:虚拟环境下的实体模型表达和装配模型.实体模型表达采用精确模型和面片模型结合的混合方式进行,在单元划分基础上,构造了复杂产品的基于单元的4级多层次关联装配模型.基于装配建模,建立了虚拟装配操作的基本流程,以一个船舶产品的装配建模实例验证了其有效性.     

光学非球面元件机器人柔性抛光技术

计算机控制光学表面成型技术在光学元件冷加工中占据重要的地位,是对平面及非球面光学元件进行最后阶段修整抛光的必要手段.现有的计算机控制光学表面成型技术大都基于数控机床来进行.随着机器人技术的发展和广泛应用,将机器人引入到光学元件数控加工领域是一种新的有效尝试.因此,对一种基于机器人的光学非球面柔性抛光技术进行了运动学分析,并建立了控制模型,利用控制模型进行工件加工,获得了较好的加工效果.     

三自由度精密定位工作台的设计与运动学分析

针对精密柔性工作台多自由度高精度运动的需求,设计了一种采用柔性并联构型和压电陶瓷驱动的三自由度定位平台,通过建立的伪刚体模型进行运动学正解分析,并引入修正系数消除长杆柔性及柔性铰链中心偏移对工作台位移输出的影响,进一步提高了所建数学模型的精确度.利用有限元分析工具仿真了所设计的定位工作台的性能,确定了该工作台的修正系数矩阵,最终仿真试验验证了所建运动学模型的正确性.     

可重构制造系统生产能力扩展性重构方法

生产能力的缩放性设计是可重构制造系统(RMS)的主要研究内容之一.针对缺乏具有可操作性的生产能力重构方法的问题,提出了具有动态特性的约束RMS生产能力扩展性重构方法.通过分析生产能力缩放性原理,给出实现生产能力重构的3种基本方法.在给定RMS约束模型的基础上,通过建立系统成本模型、生产线平滑指数模型生成RMS生产能力扩展性设计的综合模型,并针对模型特点,提出了约束RMS生产能力扩展性设计的具体实现方法.最后通过实例验证了该方法的实用性和有效性.     

多重不确定需求下制造企业多品种生产计划模型

针对客户需求的多重不确定性对柔性企业生产计划制定的影响,研究在企业生产线有限以及生产状态不确定的情况下,柔性制造企业的多品种生产计划安排问题.首先,基于产品品种不确定性带来的交货期和成本变化,分析了多重不确定需求的生产线选择和转换成本问题,从而建立了针对不同时间段的生产计划动态规划模型,以解决多重不确定性问题,并追求企业生产成本最小化.采用Matlab进行算例模拟分析,针对不同的生产计划安排策略,计算求得各生产计划安排策略下的最小生产成本.结果表明该模型能够解决多重不确定需求的生产计划问题,具有实用性和有效性.     

基于可重构单元的生产线规划研究

利用模块化设计思想,提出一种基于可重构单元的生产线规划方法.利用遗传算法对可重构单元进行构建或重构,并将可重构单元作为生产线的基础模块,通过对可重构单元及其相关设备的增删或调整,改变单元和生产线的加工能力.采用基于多agent的控制系统,以保证控制系统与实际生产线和单元配置的相互独立性,从而实现生产线的快速构建与重构,以适应市场产品多变的需求.     

基于气动人工肌肉力反馈数据手套的柔性物体力觉再现

为了模拟抓取虚拟环境中柔性物体的力觉感知,该文对以气动人工肌肉作为驱动器的外骨架力反馈数据手套进行了研究.利用气动人工肌肉的等压特性,建立了柔性物体模拟的数学模型,通过改变气动人工肌肉的充气压力改变其刚度系数,实现对不同柔性物体的模拟.实验结果表明:在相同的手指弯曲角度下,手指的受力随着气动人工肌肉充气压力的增大而增大,因而能够模拟抓取虚拟环境中柔性物体的力觉感知.     

超声直线电机工作过程仿真

在建立超声直线电机三维参数化模型的基础上,应用压电耦合理论、有限元理论和技术,开发了超声直线电机的虚拟样机系统;在模态分析的基础上,确定了该型电机的关键结构参数;对超声直线电机的工作过程进行了瞬态分析.瞬态分析结果表明,单脉冲驱动进给量可以达到纳米级;其z相位移与时间不是严格的线性关系.根据仿真研究结果,加工制造出了超声直线电机.初步试验结果表明,超声直线电机工作性能与仿真分析结果基本一致.     

基于虚拟零件的自顶向下并行装配设计

通过对零件拓扑面建立编码 ,提出了虚拟零件和虚拟元素的概念 ,建立了虚拟零件模型 ;根据虚拟零件的特性构建了基于虚拟零件的装配模型 ,把约束信息附着在虚拟零件上 ,使得该模型可以很好地支持自顶向下设计和并行设计 .实践表明该模型是可行且有效的     

可重构的虚拟数控远程操作面板生成系统研究

介绍了虚拟数控系统软件芯片的构建方法，研究了基于可重构的虚拟数控操作面板设计原理和实现技术；利用COM／DOOM技术，开发实现了可重构的、可定制的虚拟数控操作面板生成系统，采用ASP，ActiveX等技术和通用的协议标准TCP／IP，实现了了基于Web的虚拟数控系统的远程操作与监控，并给出了系统的运行实例。     

某型导弹检测维修训练的半实物仿真

 针对某型导弹装备检测维修训练实际问题,本文在深入研究检测维修对象和操作过程的基础上,提出了半实物仿真的总体技术方案,设计了基于C8051F040的半实物仿真适配器并给出了适配器硬件结构及软件流程,实现了模拟训练系统对检测维修对象的信号采集和串口通信;建立了基于扩展Petri网的检测维修操作过程模型,采用虚拟现实技术实现了该过程模型并给出了软件结构及具体实现流程,进而构建了虚拟检测维修环境。作为检测维修模拟训练系统的一部分,半实物仿真设计将检测维修对象加入到虚拟检测维修环境,解决了实际训练问题的同时也提高了模拟训练系统的真实感。     

模具机械手工位动作的运动学仿真

以模具机械手为研究对象,在商用CAD软件环境下设计了模具机械手的机械结构和各部件的三维实体模型,并利用虚拟装配技术完成模具机械手的虚拟装配,得到了机械手的虚拟装配模型.以此为基础进行了模具机械手的运动学仿真分析,以对各零部件和整机的虚拟装配模型实施静态干涉检验,验证了模具机械手结构设计的合理性,从而为自动化模其制造生产线设计和实施提供可靠的数据资源.     

基于虚拟现实技术的电机的虚拟运行

介绍和分析了虚拟现实技术,提出了基于3DS MAX和VRML的产品网上三维虚拟的展示方法.以典型的三相绕线式异步电动机为对象,基于面向对象的方法来描述其基本结构、主要部件的几何特征、运动特性和功能特点,运用3DS MAX对其进行三维建模、建立其虚拟展示的场景模型,并结合VRML的虚拟交互技术和外部编程接口技术EAI对已建立起来的电动机虚拟场景进行交互式虚拟操作.在此基础上,构建了基于VRML的电动机运行状态模拟的网上展示系统,使得用户可基于Web的互动方式远程、透明地访问、浏览、观看和了解该设备不同视觉角度的三维结构、动画演示、主要特征等.     

基于局域网的虚拟实验室建设研究

对虚拟实验室系统的实施方案进行研究，提出了基于局域网的虚拟实验室框架模型，进而研究了虚拟仪器程序的设计及其网络化技术．用户只需具备基本的计算机和网络条件，就可以随时随地访问虚拟实验室进行实验．     

某安全系统炮口失效机理分析

通过有限元方法,研究了安全系统在某大口径火炮的瞬态高过载下的动态特性. 基于膛内过载的试验测试结果,在软件中建立了安全系统有限元虚拟样机,并输入测试的弹道环境,利用有限元法进行仿真计算,得到安全系统在炮口处的强度特性;结合钟表机构的在膛内的运动,对安全系统的失效机理进行了进一步分析. 结果表明,炮口段作用在弹丸径向上的瞬态高过载是安全系统失效的主要原因.     

基于VRML的交互式虚拟产品展示技术

研究了构建交互式产品展示系统的方法和关键技术，包括VRML建模技术和实时交互控制技术等．进而，利用CAD软件和VRML语言构建了虚拟产品的静态模型及其交互环境，结合脚本语言JavaScript，实现了用户对虚拟产品展示的实时交互控制．