基于產(chǎn)品工作原理的變型設(shè)計(jì)技術(shù)研究.pdf

1、產(chǎn)品變型設(shè)計(jì)是企業(yè)系列化設(shè)計(jì)的主要手段，通過(guò)變型設(shè)計(jì)可以改進(jìn)產(chǎn)品質(zhì)量、縮短設(shè)計(jì)周期，使企業(yè)更加具有競(jìng)爭(zhēng)力。傳統(tǒng)變型設(shè)計(jì)以幾何形狀和尺寸為主要研究對(duì)象，導(dǎo)致了變型設(shè)計(jì)范圍小，而且無(wú)法實(shí)現(xiàn)拓?fù)潢P(guān)系的變化，實(shí)際上變型設(shè)計(jì)是在保持原理方案不變前提下進(jìn)行的，傳統(tǒng)方法難以保證這一點(diǎn)。本文嘗試把原理方案引入到變型設(shè)計(jì)過(guò)程中，以功能表面和變型設(shè)計(jì)語(yǔ)義為手段，對(duì)原理方案進(jìn)行表達(dá)，在此基礎(chǔ)上分別對(duì)裝配級(jí)和零件級(jí)變型設(shè)計(jì)進(jìn)行研究，以水平定向鉆機(jī)為實(shí)例對(duì)上述理

2、論進(jìn)行了驗(yàn)證，并對(duì)其中的模塊進(jìn)行了變型設(shè)計(jì)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)。全文主要從以下幾個(gè)方面進(jìn)行研究： 1. 分析了變型設(shè)計(jì)過(guò)程，指出變型設(shè)計(jì)應(yīng)該在行為域和結(jié)構(gòu)域之間進(jìn)行，行為域?qū)Y(jié)構(gòu)域應(yīng)起到制約和驅(qū)動(dòng)作用，由此提出了基于產(chǎn)品工作原理的變型設(shè)計(jì)理論。該理論將變型設(shè)計(jì)分為原理方案表達(dá)、裝配級(jí)變型設(shè)計(jì)和零件級(jí)變型設(shè)計(jì)三個(gè)層次，以功能表面為語(yǔ)義節(jié)點(diǎn)，利用方案語(yǔ)義對(duì)原理方案進(jìn)行表達(dá)，其結(jié)果行為結(jié)構(gòu)由裝配語(yǔ)義繼承，在此基礎(chǔ)上對(duì)裝配結(jié)構(gòu)進(jìn)行變型設(shè)計(jì)，完成裝

3、配級(jí)變型，同時(shí)將需變型的零件傳遞給關(guān)聯(lián)語(yǔ)義，實(shí)現(xiàn)零件級(jí)變型設(shè)計(jì)； 2．給出了方案語(yǔ)義的主要內(nèi)容，分析了原理方案的主要構(gòu)成，分為執(zhí)行、傳動(dòng)、定位三部分，其中以執(zhí)行和傳動(dòng)部分為重點(diǎn)，詳細(xì)研究了行為變換及行為關(guān)系約束。在此基礎(chǔ)上采用BNF語(yǔ)言和方案語(yǔ)義對(duì)行為結(jié)構(gòu)進(jìn)行表達(dá)。在綜合分析水平定向鉆原理方案的基礎(chǔ)上，從語(yǔ)義描述、BNF語(yǔ)言及語(yǔ)義網(wǎng)絡(luò)三個(gè)角度對(duì)鉆機(jī)進(jìn)行完整的行為結(jié)構(gòu)表達(dá)； 3．通過(guò)定義和分析裝配語(yǔ)義，確定其主要構(gòu)成：連接

4、裝配語(yǔ)義、定位裝配語(yǔ)義、運(yùn)動(dòng)裝配語(yǔ)義。以鉆機(jī)的模塊為例，借助裝配語(yǔ)義說(shuō)明如何實(shí)現(xiàn)行為結(jié)構(gòu)到裝配結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化。針對(duì)轉(zhuǎn)化后的裝配結(jié)構(gòu)，分析了變型設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容，并提出了變型運(yùn)算和產(chǎn)品控制模型實(shí)現(xiàn)裝配結(jié)構(gòu)變型，以整機(jī)為實(shí)例建立了三維模型，實(shí)現(xiàn)裝配級(jí)的變型設(shè)計(jì)； 4. 建立了零件的關(guān)聯(lián)語(yǔ)義模型，對(duì)零件內(nèi)部元素之間的關(guān)聯(lián)進(jìn)行分析，給出了功能表面的主要變型參數(shù)。深入研究零件級(jí)變型設(shè)計(jì)的主要技術(shù)：全相關(guān)參數(shù)化技術(shù)、知識(shí)熔接技術(shù)、事物特性表技術(shù)，

5、并將它們運(yùn)用到三維建模過(guò)程中，實(shí)現(xiàn)零件級(jí)變型設(shè)計(jì)； 5.開(kāi)發(fā)了鉆機(jī)中關(guān)鍵模塊動(dòng)力頭的變型設(shè)計(jì)系統(tǒng)，對(duì)裝配級(jí)和零件級(jí)變型理論和技術(shù)進(jìn)行驗(yàn)證，該系統(tǒng)以控制模型為骨架，以全相關(guān)參數(shù)化技術(shù)、知識(shí)熔接技術(shù)、事物特性表技術(shù)為技術(shù)支撐，將設(shè)計(jì)中用到的知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)融入系統(tǒng)中，并應(yīng)用到中、大機(jī)型的設(shè)計(jì)中，為企業(yè)實(shí)現(xiàn)快速變型設(shè)計(jì)提供了方便； 基于產(chǎn)品工作原理的變型設(shè)計(jì)不僅能夠?qū)崿F(xiàn)尺寸的變化，更能夠?qū)崿F(xiàn)拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的變化，使企業(yè)的產(chǎn)品更具有靈活創(chuàng)新