基于元動作單元的加工中心設(shè)計過程耦合與解耦技術(shù)研究.pdf

1、加工中心作為數(shù)控機床中技術(shù)含量最高的基礎(chǔ)裝備之一，其質(zhì)量的好壞集中體現(xiàn)著一個國家或地區(qū)的綜合實力和科技發(fā)展水平。設(shè)計作為加工中心研制過程的最重要環(huán)節(jié)，是質(zhì)量的源泉，直接決定著產(chǎn)品質(zhì)量的高低。為了研究出一種性能穩(wěn)定性好、可靠性高、適合加工中心且能夠快速響應(yīng)復(fù)雜多變的市場需求的設(shè)計方法，論文在國家自然科學(xué)基金項目和高檔數(shù)控機床與基礎(chǔ)制造裝備科技重大專項子課題的支持下，對加工中心設(shè)計過程的任務(wù)分解、耦合以及耦合解耦等問題進行了系統(tǒng)的研究，對加

2、工中心的設(shè)計與開發(fā)具有一定的理論指導(dǎo)意義和工程實踐應(yīng)用作用。主要研究內(nèi)容如下：
　　首先，針對加工中心的整機功能是由多個基本動作傳遞完成的特點，借助于FMA（Function—Motion—Action，F(xiàn)MA）結(jié)構(gòu)化分解方法，將加工中心的設(shè)計過程分解為元動作單元的設(shè)計以及單元間的連接設(shè)計，定義了元動作設(shè)計單元，建立了以元動作設(shè)計單元為基礎(chǔ)的加工中心設(shè)計過程。最后以某國產(chǎn)加工中心為例，分析了其基于元動作設(shè)計單元的設(shè)計過程。

3、　　然后，從設(shè)計的角度，針對任意兩個元動作單元，建立耦合約束模型，分析耦合的主要類型，進而構(gòu)建元動作單元間的耦合設(shè)計結(jié)構(gòu)矩陣（Design Structure Matrix,DSM）。在此基礎(chǔ)上提出了加工中心的解耦技術(shù)框架，定義了元動作單元間“硬解耦”和“軟解耦”。針對硬解耦可能存在的問題，提出了一種通過有向圖理論建立元動作單元聚合集來實現(xiàn)加工中心設(shè)計過程軟解耦的方法。最后以某國產(chǎn)加工中心中托盤交換架交換工件運動的設(shè)計為例，證明了該方法