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机械设备智能设计制造系统的体系结及其功能支腿

2022-07-13 16:25:09 机械设备支腿机械

2017-03-24 20:59:44来源：贤集网

机械设备智能设计制造系统是通过对机械设计与制造及自动化领域的专业能力和知识进行能力知识相互映射、归纳、总结、使用与管理，模拟机械工程师进行用户功能需求分析，功能方案设计，功能方案评价与优化等机械设备设计制造过程，即在从事机械设备的智能设计制造过程中，既能实现结构设计方案、工艺设计方案和数控程序编制的智能化，也能对方案结果进行智能的分析与评价，因此可将机械设备智能设计制造系统分为结构设计系统、工艺设计系统、加工设计系统、分析与评价系统和动态存取数据库PDM等五个系统。

(一）结构设计系统

结构设计系统由结构设计智能处理机、结构设计能力-知识库、结构设计分析与评价、结构设计动态存取数据库（PDM）和结构设计文档（辅助说明）等组成。结构设计智能处理机的工作流程：当机械工程师了解用户的机械设备功能需求后，将功能需求通过人机界面输入到机械设备智能设计制造系统中，由结构设计智能处理机对功能需求进行分析与预处理形成结构设计能力节点；依据结构设计能力节点按照能力匹配与处理机制对能力-知识库提取有用的结构设计能力-知识信息，形成机械设备结构设计方案及建模。

结构设计方案主要包含机械设备的零部件结构信息和整机结构信息等。建模主要是使用CAD软件对机械设备的结构进行参数化设计、动静态特性分析和优化设计等，将二维和三维模型展示给机械工程师。结构设计能力-知识库主要由所设计的机械设备生产产品的各种信息、机械设计制造及自动化领域专业的能力-知识及映射信息、机械设备结构实例模型等组成。

结构设计分析与评价依据结构设计评价标准结合机械设备的设计方案和模型进行运动仿真和有限元分析、评价与优化，同时将结构设计方案、设计模型、分析评价与优化结果等相应的信息动态存储到结构设计动态存取产品数据库（PDM）。最后形成结构设计文档反馈给机械工程师，其中结构设计文档主要对结构设计方案进行辅助说明。

（二）工艺设计系统

工艺设计系统由工艺设计智能处理机、工艺设计能力-知识库、工艺设计分析与评价、工艺设计动态存取数据库（PDM）和工艺设计文档（辅助说明）等组成。工艺设计智能处理机的主要工作过程：对机械设备的结构设计方案和设计模型进行分析和预处理形成工艺设计能力节点，依据工艺设计能力节点按照能力匹配与处理机制对能力-知识库提取有用的工艺设计能力-知识信息，形成机械设备及零部件的加工方案和装配方案；结合用户实际、加工方案和装配方案等，设计机械加工工艺规程和机械装配工艺规程。

工艺设计能力-知识库主要用于存储机械制造工艺与夹具所需具备的能力和知识、工艺设计案例模型等，如能加工平面及对应的知识等。工艺设计分析与评价主要按照机械制造工艺评价标准分析、评价和优化机械加工工艺规程和机械装配工艺规程。工艺设计动态存取数据库（PDM）主要用于动态存取工艺设计系统形成的加工方案和装配方案等工艺设计信息资料。工艺设计文档主要是将工艺设计系统形成的工艺设计信息资料以文档的形式展示，提高可读性。

（三）加工设计系统

加工设计系统主要由加工设计智能处理机、加工设计能力-知识库、加工设计分析与评价、加工设计动态存取数据库（PDM）和加工设计文档等组成。加工设计智能处理机的工作过程：由加工设计智能处理机对机械加工工艺规程和机械装配工艺规程进行分析与预处理形成加工设计能力节点；依据加工设计能力节点按照能力匹配与处理机制对能力-知识库提取有用的加工设计能力-知识信息，形成刀具运动轨迹和NC程序。加工设计能力-知识库主要包含常用刀具、数控系统和典型零件加工案例模型等信息。加工设计分析与评价主要按照加工评价标准分析、评价和优化刀具运动轨迹和NC程序。加工设计动态存取数据库（PDM）主要用于动态存取加工设计系统形成的刀具运动轨迹和NC程序等加工设计信息资料。加工设计文档主要展示加工设计系统形成的过程和成果信息资料，如刀具走刀轨迹和NC程序等说明。

（四）分析与评价系统

分析与评价系统主要由结构设计分析与评价、工艺设计分析与评价和加工设计分析与评价等组成，通过分析与评价系统积累设计经验并将设计经验以能力-知识的形式保存到能力-知识库，提高系统的智能化能力。

（五）动态存取数据库（PDM）

动态存取数据库（PDM）主要由结构设计动态存取数据库（PDM）、工艺设计动态存取数据库（PDM）和加工设计动态存取数据库（PDM）等组成，用于存放设计要求、过程方案和结果方案等，便于实时响应和提取，提高系统的设计效率。