变型设计与系统实现关键技术研究及其在电动工具中的应用

摘要

随着市场的日益国际化和现代科学技术的发展，产品的技术含量和复杂程度在不断增加，产品的生命周期却在不断缩短。同时制造企业也由原来单一稳定的大规模生产方式向复杂多变的定制生产方式转变，这使得原来的设计制造环境已经不能满足当前的市场要求，提高产品的快速设计能力是定制生产方式对企业设计制造的迫切需求。本文系统的研究了变型设计的理论和关键技术，提出了基于事物特性表的变型设计方法，开发出了基于事物特性表的变型设计原型系统，并在浙江省科技计划项目(项目编号：2008C01059-2)--《电动工具数字化设计与制造一体化技术研发与应用》中得到了运用与检验。
　　 本文通过事物特性表技术、三维CAD技术、参数化主文档技术、数据库技术和产品信息主模型构建技术，研究了基于事物特性表的变型设计方法，实现了产品零部件的变型设计和产品零件的工艺变型设计，开发了变型设计系统，能快速响应客户的需求，变型出满足客户个性化需求的产品。文章重点研究了产品变型设计和工艺变型设计的关键技术，具体包括：
　　 第一章，在论述论文研究意义和研究范围的基础上提出了产品变型设计和工艺变型设计的概念，详细分析了国内外变型设计的研究现状以及存在的不足，最后给出了论文的研究路线和目标。
　　 第二章，指出本文研究的变型设计包括产品变型设计和工艺变型设计，分析了当前变型设计的基本原理，在此基础上给出了事物特性表的概述和结构，并分析了基于事物特性表的变型设计系统总体框架，同时也单独的给出了产品变型设计和工艺变型设计系统框架。
　　 第三章，对产品变型设计方法与关键技术进行了研究，提出了支持变型设计的产品信息主模型建模方法，将产品的结构信息单元和工艺信息单元封装在产品信息主模型中，分析了产品结构重组、成组技术和结构信息与工艺信息的集成技术，在此基础上研究了几何模型(包括零件和部件)事物特性表的动态建立方法。
　　 第四章，对工艺变型设计方法与关键技术进行了研究，在产品工艺信息主模型事物特性表构建方法、参数化主文档方法、主工艺过程规划模板库创建方法和实例工艺文档派生方法的基础上，给出了工艺变型设计的关键技术，分析了以轴类零件和孔类零件为代表的电动工具回转体零件和非回转体零件的工艺设计方法。
　　 第五章，在介绍基于注册表方式和基于宏录制方式的变型系统与CAD系统集成原理、方法和过程的基础上，分析了遍历产品主模型的特征变量设计方法和函数解释，并研究新建事物特性表和修改事物特性表子系统的设计方法，分析工艺变型的系统设计方法以及一些数据库表的内容。为实现基于事物特性表的变型设计系统提供方法技术支撑。
　　 第六章，在本文理论基础上开发变型设计系统。给出系统开发和运行环境、系统安装方法，分析产品变型设计系统和工艺变型设计系统的关键模块以及操作方法；并介绍了电动工具产品在该系统中运行的情况。
　　 第七章，对论文的研究内容和创新点进行总结，并给出了论文下一步的工作展望。

目录

文摘

英文文摘

1 绪论

1.1 论文研究概述

1.1.1 论文研究来源

1.1.2 论文研究背景

1.1.3 论文研究范围

1.1.4 论文研究意义

1.2 国内外研究现状与发展趋势

1.2.1 产品变型设计的研究现状

1.2.2 工艺变型设计的研究现状

1.2.3 基于事物特性表变型设计的研究现状

1.3 论文的研究路线和目标

1.3.1 论文研究路线

1.3.2 论文研究目标

1.4 本章小结

2 变型设计原理和系统框架

2.1 引言

2.2 基于SML的产品变型设计原理概述

2.2.1 基于SML的产品变型设计基本原理

2.3 基于SML的工艺变型设计原理概述

2.3.1 零件工艺变型设计的基本原理

2.3.2 基于SML零件的工艺变型设计基本原理

2.4 基于SML的变型设计系统总体框架

2.4.1 基于SML的产品变型设计系统框架

2.4.2 基于SML的工艺变型设计系统框架

2.5 本章小结

3 产品变型设计方法和关键技术研究

3.1 引言

3.2 支持变型设计的产品信息模型

3.2.1 支持变型设计产品信息模型建模方法

3.2.2 支持变型设计的产品信息主模型技术原理

3.3 几何模型事物特性表的建立

3.3.1 集成系统中事物特性表的数据结构

3.3.2 产品及零部件事物特性表的创建

3.4 产品信息模型与事物特性表的匹配

3.4.1 SolidEdge二次开发概述

3.4.2 产品信息模型与事物特性表动态匹配过程

3.5 本章小结

4 工艺变型设计方法和关键技术研究

4.1 引言

4.2 工艺变型设计的应用基础和设计方法

4.2.1 工艺变型设计应用基础

4.2.2 工艺变型设计方法研究

4.2.3 基于事物特性表的工艺变型设计系统功能模型结构

4.3 电动工具典型零件工艺设计分析

4.3.1 回转体零件工艺分析

4.3.2 箱体类零件工艺分析

4.4 电动工具工艺变型设计关键技术

4.4.1 零件编码技术

4.4.2 匹配检索技术

4.4.3 工艺相似修改技术

4.5 本章小结

5 基于事物特性表的变型系统设计

5.1 引言

5.2 变型系统与CAD系统的集成研究

5.2.1 基于注册表方式的集成研究

5.2.2 基于宏录制方式的集成研究

5.3 产品变型设计系统设计

5.3.1 新建事物特性表子系统设计

5.3.2 修改事物特性表子系统设计

5.4 工艺变型设计系统设计

5.4.1 产品结构树管理子系统设计

5.4.2 制造资源管理子系统设计

5.4.3 工艺报表定制子系统设计

5.4.4 零部件编码与检索子系统设计

5.5 本章小结

6 基于事物特性表的变型设计原型系统实现

6.1 引言

6.2 系统概述

6.2.1 系统开发和运行环境

6.2.2 系统安装

6.2.3 系统总体结构

6.2.4 系统特点

6.3 产品变型设计原型系统主要功能

6.3.1 新建事物特性表管理模块

6.3.2 修改事物特性表管理模块

6.3.3 电动工具主模型创建模块

6.3.4 基于事物特性表的电动工具零件变型设计模块

6.3.5 基于事物特性表的电动工具部件变型设计模块

6.4 工艺变型设计原型系统主要功能

6.4.1 零部件编码以及实例检索管理模块

6.4.2 产品树管理模块

6.4.3 制造资源管理模块

6.4.4 工艺编辑设计管理模块

6.4.5 工艺报表定制管理模块

6.5 本章小结

7 总结与展望

7.1 全文总结

7.2 工作展望

参考文献

致谢