柔性自动化微装配的自主式显微视觉技术

针对非硅微机电系统自动化、柔性、高精度、高效的装配特点,提出并实现了一种基于金属氧化物半导体(CMOS)、现场可编程门阵列(FPGA)及数字信号处理器(DSP)的显微视觉系统设计方法. 该方法兼顾了模块化、柔性与可重配置、高检测精度及速度等系统主要指标,实现了结构模块化、功能可重配置、具有非常高的检测精度及速度的显微视觉系统. 通过实验分析了系统的物理分辨率以及对测量精度进行了标定,验证了系统的设计技术指标. 结果表明:系统对非硅MEMS器件的最高测量精度可达0.6 μm,检测时间小于0.65 s,不仅满足了现有微小型零件柔性自动化装配的要求,同时也为微小型零件的高精度、高速度检测提供了重要的解决方法.      

基于AHP的数控机床模块划分评价系统

对模块划分结果进行评价与决策,找出一种最优划分方案,是产品模块化设计的重要内容.利用层次分析法,结合高速车削中心模块划分的实际,建立了递阶层次结构模型,构造了判断矩阵,计算了被比较元素的相对权重及方案层对目标层的合成权重,利用VB开发了模块划分评价系统.通过实例设计及结果分析,应用该评价系统在计算最优方案过程中比常规方法更快速、准确.     

基于模糊综合评价的风电机组装配单元生成技术研究

风力发电机组零部件多,需要根据其结构和装配环境分成合理的装配单元进行分级装配,以降低装配成本和提高装配效率.由于风电机组装配单元划分受多种因素制约,又难以量化,因此使用模糊综合评价法来解决此类非确定性问题.从零件各指标方面对其隶属度进行综合评价,得到模糊评价矩阵,最终通过最小生成树算法实现装配单元划分.通过一台双馈异步风力发电机组装配体的计算实例表明:所提方法能快速生成满足多种装配环境需求的装配单元.     

基于装配关系的船舶分段组立划分方法

为提升船舶分段装配的工艺设计效率与智能化水平,提出了一种基于装配关系的组立结构划分方法.通过分析船舶分段的焊接形式与装配工艺特点,考虑零部件间接关联关系对装配紧密度的影响,建立了分段装配强度关系矩阵.在此基础上,利用模糊聚类分析理论构建分段组立结构划分的数学模型,并针对聚类结果与划分粒度不唯一的问题,提出了以装配单元内部聚合度为评价指标的方案优选方法.最后,以两个具有代表性分段为例进行验证,结果表明该方法可以实现分段组立结构的自动合理划分,并且能够自主决策方案划分的粒度.     

产品原型虚拟装配系统结构及技术

讨论了对零部件繁多、大型或精密产品进行原型展示、功能分析和虚拟装配时的功能需求;针对这些功能需求设计了一种虚拟现实系统结构.基于模块化的思想提出一种既可以分布处理又可以集成整合的系统框架.对其中主要功能模块——控制核心模块、装配控制模块、图形引擎模块、文件服务模块、数据服务模块和应用服务模块的功能进行了详细的讨论.详细研究了本系统关键技术中的三项:主动立体显示技术、可装配性评价和实时碰撞检测方法.     

机床模块化设计的研究

随着制造业的快速发展,模块化的设计成为敏捷性制造的重要途径,它不仅缩短了制造周期,而且实现了产品的多样化.本论述介绍了模块化设计的概念及分类,提出了模块化设计的优点及步骤即:首先通过市场调研,进行功能分析,建立功能结构,然后划分模块的系列型谱,最后完成模块之间的组合;并以组合机床的模块划分为例,进一步说明了模块化设计方法在机床中的应用.     

城市基础设施项目群集成控制系统评价与优化

为了实现系统模块的合理划分和科学评价,采用设计结构矩阵(design structure matrix,DSM)的理论和技术提出了城市基础设施项目集成控制系统模块化评价方法,包括系统功能依赖强度、数量的确定以及传递成本和聚类成本的计算等.针对该类系统的更新提出将遗传算法应用到DSM聚类算法中以寻找最优更新方案.以长春基础设施项目群集成控制系统作为典型案例,比较了更新前后两阶段系统版本的模块化程度,并提出了新一代系统的更新方案,该案例验证了DSM方法在系统模块划分、评价和方案优选方面的可行性和有效性,为同类大型集成控制系统的开发和维护提供了理论和实践参考.     

嵌入式新型血栓弹力仪系统的研究与设计

针对目前常用的扭力丝结构的血栓弹力仪对装配、环境适应性、成本要求较高等问题,设计了一种新型血栓弹力仪系统.以模块化的方式给出了系统的测量模块、加热模块、存储与通信模块等.在常规结构的基础上利用SolidWorks软件设计出一种盘式结构的测量模块;利用正交编码器精确定位的特点通过嵌入式控制器STM32的时间差处理法反映血液粘弹性的变化;针对温度控制具有的大滞后、非线性、大惯性特点,利用模糊PID复合控制算法实现快速、精确的温度控制.实验结果表明:系统温差在0.5℃以内,能区分高低凝,容易装配,环境适应性好,成本较低,有重要的发展应用前景.     

基于UG的组合机床多轴箱模块化设计

根据模块化设计原理,在功能分析的基础上划分了组合机床多轴箱的各级模块.将三维CAD技术与模块化技术相结合,以UG(Unigaphics)为软件开发平台,利用其强大的三维造型功能和装配功能,建立了组合机床多轴箱参数化三维造型模板库,同时还建立了存放设计过程中所需数据的数据库.设计人员在系统界面的引导下可完成模块选择、模块组合和设计计算等环节,从而实现了计算机辅助组合机床多轴箱三维模块化设计,提高了设计效率.     

面向高精度放大比的微动机构设计与实现

以一种微位移放大模块为研究对象,提出一种以高精度放大比为目标的参数设计方法. 根据伪刚体模型法建立各柔性单元的变形协调关系,利用拉格朗日能量守恒原理推导出系统能量与柔性单元位移的对应关系,在此基础上采用系统能量均布原则使得结构参数关联化,实现了微位移放大模块结构参数的层递式设计. 同时应用有限元ANSYS软件对微位移放大模块进行仿真分析,对比分析表明该理论计算方法与软件仿真结果偏差为6.25%,为面向高精度放大比的微动机构参数设计提供了理论依据.      

面向产品配置的模块划分方法

针对如何快速响应客户需求的问题,对面向产品配置的模块划分问题进行了研究.首先,通过分析客户需求和零部件间的相关性,构建了4个相关性评价准则——客户需求相关性评价准则、功能相关性评价准则、结构相关性评价准则、生命周期相关性评价准则,并提出了4种模块划分调整准则.然后,应用层次分析法确定各准则的权重系数,建立零部件相似性矩阵,并构建零部件模糊聚类树,用模糊聚类方法对零部件进行模块划分.最后,以双梁式桥式起重机桥架为例进行模块划分,验证了该方法的可行性.     

基于进化树的产品模块化粒度分析

针对产品模块化设计中的粒度问题,提出一种基于进化树的分析方法。通过综合考虑零部件之间的功能关系度、结构关系度和物理关系度,建立产品的原始矩阵,应用模糊聚类分析方法对其进行划分,得到传递闭包矩阵;根据不同分区阈值序列形成模块,得到一个聚类进化树,再以进化树的最长分支为基础,划分出不同的粒度等级,通过比较模块化指数MI找到其最佳粒度级别。以咖啡机产品的模块化粒度分析为例,验证了该方法的有效性。     

考虑变更传播影响的产品模块分类方法

针对产品变更过程中遇到产品结构复杂及零部件间关联程度强的问题,基于设计结构矩阵,通过模糊聚类分析法,对产品变更模块分层级研究变更传播的特点.首先,将产品零部件按照不同要求划分为不同的模块,将模块作为基本元素,根据模块间的变更依赖关系建立含权重的设计结构矩阵;然后,利用模糊聚类分析法对变更模块聚类,对聚类结果分层级,分析各层级之间的变更传播特点,从而降低模块变更的复杂性,提高模块变更的速度.以某型罐式半挂车为例,对该方法的可行性和合理性进行验证.实验结果表明:该方法能够有效地降低车辆变更复杂性,并能提高车辆工程变更速度.     

基于模糊模式识别的模块选择算法

阐述了模块化设计中,模块选择的过程与策略.以属性结构为模型的模块数据库为基础,引用隶属度、贴近度等模糊数学的概念,提出了基于模糊模式识别的模块化选择算法,并对该算法的可行性进行了验证.     

多准则数控机床模块谱系聚类的划分方法研究

为了提高数控机床模块设计中的制造周期及性价比,通过求解数控机床功能模块、构建功能模块与结构模块的映射关系来划分数控机床模块.基于自顶向下的模块划分原则,采用层次分析法构建相关度权重判断矩阵,综合考虑了功能元之间的功能、装配、空间、动力、设计、信息和工艺等多个相关准则,采用谱系聚类法对子功能进行了聚合.应用公理化设计理论,采用功能-原理-结构相互对应的原则完成了功能模块与结构模块的映射,得到了模块的划分方案.最后,以精密卧式机床为例,验证了该方法的有效性与可行性.     

产品设计过程建模及重组

产品设计过程是一项复杂的系统工程，是多种知识的有效集成和耦合．文中在综合分析目前设计过程建模技术的基础上，提出了基于扩展有向图和模糊设计结构矩阵的信息建模方法，对活动间的信息依赖进行了定量表示，通过对设计活动进行分解、撕裂和级别划分．实现了设计过程的优化重组．进而对耦合活动间的信息相关程度进行模糊排序，指导耦合活动的分解，并给出了算法流程．最后以冲裁模具设计过程为例，验证了上述方法的有效性和实用性．     

基于谱系聚类的数控机床模块划分系统

为研究开发有效的计算机辅助数控机床模块划分系统,利用AHP以及谱系聚类算法,结合卧式数控车床模块划分的实际,从功能出发阐述了模块划分过程.通过相关度矩阵得到距离矩阵,运用谱系聚类方法对距离矩阵进行聚合,得到划分结果,并在此基础上利用VB以及Matlab开发了数控机床模块划分系统.通过实例设计及结果分析证明该划分系统进行模块划分十分有效、准确且快捷.     

产品模块化设计方法的研究

产品模块化设计方法作为一种新的现代设计方法,它主要是通过综合考虑零部件之间存在的功能相关性、几何相关性和物理相关性等建立产品的原始矩阵,然后应用模糊数学中的模糊聚类分析方法对其划分,并且按不同水平的阈值得到一个动态聚类树,最后根据需求形成模块.以二级圆锥齿轮减速器为例,阐述了该方法的应用.     

可重构游梁式抽油机的设计和仿真分析

借助于可重构制造系统的基本思想 ,论述了可重构抽油机的基本概念、特点及可重构的理论依据 ,并对可重构抽油机的关键环节模块的划分思路进行了探讨。给出了模块划分方案 ,分析了可重构游梁式抽油机的拼装特性。为了对可重构抽油机的性能进行验证 ,提出了将虚拟样机技术应用于抽油机的可重构设计 ,并利用虚拟样机技术软件ADAMS对APIC 32 0D 2 5 6 12 0抽油机进行了运动学和动力学分析 ,验证了虚拟样机技术应用于可重构抽油机设计的可行性。利用游梁式抽油机的可重构设计 ,可以实现抽油机的模块化生产 ,用户可根据需要对抽油机进行重构 ,从而实现了对抽油机传统生产和使用理念的变革