管件焊接柔性夹具及其装夹方案智能CAD系统的研究

摘要

夹具作为机械制造业的一种重要工艺装备，它的设计与制造会直接影响到产品的研发周期和质量。缩短夹具设计周期，是计算机辅助夹具设计研究的重要领域，也是提高企业快速反应能力的一个重要环节。随着船舶工业和制造业的发展，市场对各类管件的需求量不断增加。目前，针对众多空间走向多样化的管件焊接，一般都采用专用焊接夹具，虽然其能保证定位精度，但同时也将导致诸如夹具制作周期长、资金重复投入，夹具使用后的存放占用空间大，使用范围小，功能单一化和工装管理难度增加等问题。因此亟需设计一套行之有效的管件焊接柔性夹具，同时，由于管件焊接夹具存在一定的柔性，因此有必要对如何能快速有效地确定装夹方案进行深入研究，进一步扩大管件焊接夹具的使用范围。 针对上述现实问题，本文在已有管件焊接夹具设计工作的基础上提出了管件焊接夹具装夹方案智能CAD系统体系，开发了夹具装夹方案智能CAD系统，论文的主要研究工作包括以下几个方面： (1)在分析某企业管件特征的基础上，利用柔性化思想，设计了能够满足大多数管件焊接所需要的夹具平台，实现了夹具的柔性化； (2)对已有管件焊接夹具及管件对象的信息进行分析、归纳、总结，构建了管件焊接夹具实例库，实现了包括对实例的检索、修改、添加、删除等功能的实例库管理； (3)在构建管件焊接夹具实例库的基础上，提出将知识推理技术运用于装夹方案设计过程中，通过两层相似度计算算法，检索新管件焊接夹具的最相似实例。首先计算管件对象及夹具结构上的相似及夹具布局局部相似度，其次利用线性Hamming复合算法计算整体相似度，保证了检索出的实例与新对象夹具相似程度最高。在检索出相似度最高的实例中，利用机械设计规则选用元件规格及空间坐标转换技术计算定位件的夹紧区域，并结合SolidEdge的二次开发技术，实现了对实例的自动修改，完成对夹具及夹具装夹方案的调整。根据相似实例的装夹方案，来设计待求管件的装夹方案； (4)针对焊接管件摆放空间位置不确定而存在的装夹不合理，本文引入旋转法来求解焊接管件的空间位置，编程实现了管件在夹具中空间摆放的最优位置； (5)通过需求分析，利用VisualBasic语言和SolidEdge软件混合编程技术实现了夹具装夹方案智能CAD系统的开发。

目录

文摘

英文文摘

声明

第1章 绪论

第2章 管件焊接柔性夹具装夹方案智能CAD系统体系的研究

第3章 夹具装夹方案智能CAD系统的关键技术

第4章 基于知识的夹具装夹方案设计策略

第5章 管件焊接柔性夹具及其装夹方案智能CAD系统的实现

总结与展望

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致谢