復(fù)雜夾具智能設(shè)計系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)及應(yīng)用研究.pdf

1、提高夾具設(shè)計的質(zhì)量和效率在產(chǎn)品生產(chǎn)制造中具有重要的意義，計算機輔助夾具設(shè)計技術(shù)（Computer Aided Fixture Design ，CAFD）的提出，為夾具設(shè)計提供了一條非常有效的途徑。但是，當(dāng)前基于CAD的夾具設(shè)計系統(tǒng)大多還停留在解決設(shè)計過程中的幾何建模層次上，即使引入了一些智能機制，但在處理復(fù)雜夾具設(shè)計時仍然存在一些問題，主要表現(xiàn)在大多數(shù)CAFD系統(tǒng)忽略了工件的幾何特征或者其求解機制很少結(jié)合這些幾何特征，使得實現(xiàn)智能化的夾

2、具詳細設(shè)計困難。另一方面，工件幾何拓撲特征直接決定了夾具結(jié)構(gòu)，在應(yīng)用廣泛的基于實例推理的夾具設(shè)計系統(tǒng)中幾何拓撲信息無法利用，限制了實例檢索效率，也限制了實例重用效率。此外，夾具設(shè)計中常用的專家系統(tǒng)等推理方式，知識獲取困難，在很大程度上限制了智能設(shè)計系統(tǒng)的應(yīng)用。 為了實現(xiàn)復(fù)雜夾具的智能化設(shè)計，本文結(jié)合特征識別技術(shù)、3D模型檢索技術(shù)和傳統(tǒng)的幾何分析推理技術(shù)，提出了廣義3D幾何推理技術(shù)的概念；研究了面向夾具設(shè)計的3D模型幾何分析和推理

3、方法的關(guān)鍵技術(shù)，包括3D幾何信息提取方法、幾何推理策略、幾何模型的拓撲表示、融合工程語義的幾何模型相似性比較、基于幾何相似性的智能變型設(shè)計、設(shè)計知識的提取和表示等方面的內(nèi)容；結(jié)合實際工程需求開發(fā)了一套CAFD系統(tǒng)。論文的主要創(chuàng)新點如下： 2面向夾具設(shè)計的特征識別。提出了一種基于圖的夾具特征識別技術(shù)，給出了一種通過最大凹邊凝聚方法識別極限表面的方法，并定義了制造特征的方向，在此基礎(chǔ)上給出夾具特征識別的完整算法。同時針對夾具設(shè)計中

4、需要提取出特殊的特征的需要，提出了一種雙鏈遺傳算法，并將這種算法應(yīng)用于特征識別過程中?？梢栽谝欢ǔ潭壬峡朔鹘y(tǒng)基于屬性鄰接圖的特征識別的不足。 2推廣了Brost-Goldberg方法，提出了完整的面向三維夾具設(shè)計的定位夾緊規(guī)劃方法。Brost-Goldberg方法，在一定程度上只能解決二維零件和棱柱形零件，論文結(jié)合夾具特征識別技術(shù)和三維幾何分析技術(shù)，將該方法推廣到了三維夾具設(shè)計，并提出了三維夾具設(shè)計中的夾緊方案的確定方法。針

5、對夾具詳細結(jié)構(gòu)設(shè)計的需要，提出了一種面向智能設(shè)計的夾具元件完整描述，并給出了特征裝配環(huán)的概念用以檢驗裝配尺寸完備性，在自動選件的基礎(chǔ)上實現(xiàn)夾具詳細結(jié)構(gòu)自動化設(shè)計，使得自動化夾具設(shè)計方法得到了一定的推廣。 2在零件屬性鄰接圖（AAG）的基礎(chǔ)上提出了一種零件幾何拓撲結(jié)構(gòu)的特征關(guān)注度模型，并給出了特征關(guān)注度模型的生成方法，在此基礎(chǔ)實現(xiàn)了結(jié)合幾何推理的夾具實例檢索算法。同時針對傳統(tǒng)基于實例推理（CBR）技術(shù)設(shè)計實例修改自動化程度低的問

6、題，論文在特征相似性的基礎(chǔ)上，提出了一種夾具實例自動化變型設(shè)計的方法，進一步提高CBR處理的智能化程度，為實現(xiàn)CBR技術(shù)完整的解決方法探索了一條新路。 2針對夾具設(shè)計知識獲取困難的問題，本文提出了一種在幾何結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)挖掘和貝葉斯網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)上，進行夾具設(shè)計知識學(xué)習(xí)方法。給出了夾具結(jié)構(gòu)的圖表示，以及自動獲取夾具結(jié)構(gòu)的方法和夾具結(jié)構(gòu)聚類的完整描述。給出了描述工序件拓撲結(jié)構(gòu)的擴展屬性鄰接圖，在此基礎(chǔ)上給出了工序件對夾具結(jié)構(gòu)的支持子圖的概