机床轻量化结构单元特征研究与静态性能分析

研究10类典型机床结构特征,提出了机床轻量化结构单元的概念.将支承件结构内部单元分为箱体类单元、壁板类单元、加强筋类单元以及工艺类单元4大类.对各类单元进行结构特征分析,归纳出4类单元类型型谱,并分别对铸造单元和焊接单元工艺特征进行描述.以含有壁板类单元的某立式加工中心立柱为研究对象,运用有限元分析法对其不同单元的参数化模型进行静态性能分析,结果发现内部结构为井字形单元的立柱静态性能最好.单元特征研究及其对支承件静态性能分析成果为支承件轻量化设计和优化设计奠定了基础.     

基于单元材料属性更改的结构渐进拓扑优化方法

提出了一种基于单元材料特性更改的结构渐进拓扑优化方法,通过定义设计区域内单元的存在状态为设计变量,以结构的材料用量为约束条件,实现了线弹性结构拓扑优化设计。该方法采用承载能力很弱的各向同性实体单元(弹性模量和密度均很小)代替结构实体单元,实现单元的拓扑变化,即单元的删除是将实体单元改变为弹性模量和密度很小的单元。单元删除取决于由灵敏度分析得到的每个单元对结构性能的贡献。同时结合了灵敏度再分配技术控制棋盘格式,使各单元对结构性能的贡献或影响因子实现平滑过渡。算例表明,本文的单元材料特性更改的结构渐近拓扑优化方法与灵敏度再分配棋盘格式控制技术相结合的方法,可以得到边界清晰、结构合理的拓扑优化构形。     

面向制造单元的成组工艺设计研究

通过对制造单元加工流程的分析,基于工艺流程相似性,以成组技术为主旨,研究了面向制造单元的零件组织模式及工艺设计方法。为拓展单元产品谱系,提高单元价值创造比。以零件族为单位,提出了单元内核心业务模块和外围模块相结合的零件分层组织模式,从而形成了将众多制造流程相似零件持续导入对应制造单元的规范。在成组工艺设计中,面向单元,以优秀工艺知识继承和重用为指导思想,通过零件编码分组、典型结构工艺性分析、成组工艺设计、工艺知识数据库的建立,实现基于成组技术的制造单元内相似零件工艺快速设计。     

CC-Link总线技术在自动化生产线控制网络中的应用

自动生产线采用三菱Q系列PLC控制器,共有三层控制网络组成,其中中间层为控制层网络,运用CC-Link IE控制层网络模块构建了主控台单元与从传送带单元、立体仓库单元之间的光纤环网通信。下层网络为设备层网络,通过使用CC-Link现场总线技术,实现了对传送带单元和立体仓库单元的能量监控以及与传送带单元变频器的控制。     

面向装配的特征层次建模方法研究

为了避免不同建模方法导致同一产品在不同设计者之间和不同设计过程中数据不一致的问题,提出了基于装配单元的特征层次建模方法。该方法将传统装配层次结构模型中的单一零件和子装配体统一为装配单元,作为组成产品的一个基本单元,构造了基于装配单元的产品模型。采用面向对象技术,以装配单元作为装配信息的载体,对不同类型装配单元的装配信息采用相同的层次结构进行了组织和存储。在每个装配单元中,采用类继承的方法,可以方便地查询到该单元最基本的组成体素。以球阀产品为例,详细介绍了装配单元的装配特征层次模型的建立方法,为保持设计过程中产品装配数据的一致性提供了保障。     

基于遗传算法的生产车间制造单元构建技术研究

为适应多品种、小批量的市场需求,单元制造技术应运而生.针对单元制造实施过程中最关键的单元构建问题,在工件多工艺路线的基础上,以单元间及单元内物流量总和最小为目标,利用数学规划法建立单元构建的数学模型;然后采用遗传算法求解,并根据单元构建问题的特殊性,修改了基本遗传算法的编码方式及遗传操作算子;最后从生产实际出发,结合算例证明了结果的可行性,从而验证了算法的有效性.     

T型带输送机驱动单元间距的确定

为改善输送带的张力分布,降低输送带的强度,在T型带输送机中采用主驱动电机与分散驱动单元相结合的驱动方式,建立了输送机模型,分析了各驱动单元间的张力关系、分散驱动单元的总驱动力以及分散驱动单元的数目,得到了驱动单元间距的数学表达式,为T型带输送机的进一步设计计算提供了理论依据.     

主轴单元参数化建模、分析与优化设计

为实现主轴单元静动态特性的快捷分析,本文提出了主轴单元有限元建模基本参数的概念,建立了主轴单元通用有限元简化模型。以某厂新型五面体加工中心主轴单元为研究对象,利用简化模型得到了主轴单元的静刚度和前十阶模态。与简化前的分析结果比较,证明了简化模型的正确性。分析了不同轴承预紧工况下前两阶固有频率的变化,通过对主轴单元进行动态优化设计,使一阶固有频率提高了32.2%,主轴重量减少了42.9%。     

基于单元模型的产品结构概念设计

将功能单元与结构单元作为基本逻辑单元,提出一种基于单元模型的产品结构概念设计方法。建立了功能单元模型,以及产品级和零件级两种不同复合度的结构单元模型;以功能单元为载体,通过对表征功能单元间关联关系的邻接矩阵进行运算,得到功能单元的耦合集及其优先级关系,建立了设计活动的功能链图;以功能链图为依据,建立了功能单元—产品级结构单元关联矩阵,得到基于产品级结构单元组合的、满足功能需求的设计方案;以此为原形,进行产品级结构单元到零件级结构单元的运动及定位关系映射,建立了以功能表面为载体的、由功能表面及其关联构成的产品结构骨架,对其进行参数约束与结构扩展,即可完成产品结构的扩展。以搬运机器人为例,说明了所提方法的有效性。     

基于ARM和μC/OS-Ⅱ的导航设备测试仪

以嵌入式系统的广泛应用为背景,探讨了一种基于ARM7和μC/OS-Ⅱ操作系统的导航设备测试仪的研发.该测试仪采用模块化设计,以显控单元为工作核心,由测量单元、射频单元、音频单元、通道单元、测控单元、射频衰减单元与显控单元一起,实现整机控制和数据交互.在详细分析了系统结构和硬件设计后,具体阐述了系统软件的设计.按该方案设计的测试仪已投入实际应用,应用结果表明:该测试仪具有良好的功能和性能,界面友好,工作稳定,测量参数精度满足预期要求.