基于MBD的车间现场加工零件检测信息提取与管理技术研究

摘要

随着数字化设计与制造技术的快速发展，三坐标测量机(CMM)成为了企业产品零件检测与质量控制的重要手段，提高CMM的自动化与集成化是现代制造业信息化建设的关键。然而，在零件检测信息提取与管理方面，许多企业依然采用CAD中性文件作为信息的载体和基础，从而导致部分检测信息缺失、数据传递受阻等问题出现。MBD模型定义了产品检测过程中的完备信息，使得零件检测信息的提取与管理更加方便与直观，并为后续检测工艺规划等工作奠定了基础。
　　本文首先分析了CMM的国内外理论研究与应用现状，找出其存在的缺点和不足。在实际调研的基础上，对基于MBD的零件检测信息提取与管理系统的结构进行了详细设计。
　　其次，对零件MBD模型的检测信息进行了定义，明确了公差信息与几何特征信息之间关联关系，并构建了基于MBD的零件检测信息模型框架。在此基础上，利用Creo Parametric TOOLKIT二次开发工具，在Visual Studio2010平台下开发了零件检测信息提取的应用程序。
　　再次，研究了检测过程中的任务分配和路径规划问题。在检测任务分配方面，建立了符合军工企业车间实际的任务分配数学模型，利用遗传算法求解出了最优分配方式，并通过实例验证了模型的合理性以及算法的有效性。而对于检测路径规划，为将离散的检测点连接生成一条有效的无碰撞路径，提出基于遗传蚁群算法对检测路径进行优化。
　　最后，结合上述分析与研究成果，利用Java、Oracle等技术，在Eclipse平台上开发了系统的原型系统，实现了CAD/CMM/MES集成。并通过企业试点运行，显著提高了企业检测效率，同时验证了其设计方法的可行性。

目录

声明

致谢

摘要

第一章 绪论

1．1 选题背景

1．2 国内外研究现状

1．2．1 三坐标检测技术

1．2．2 MES技术

1．2．3 任务分配问题研究

1．2．4 检测路径规划研究

1．3 研究的目的与意义

1．4 课题来源及主要研究内容

1．4．1 课题来源

1．4．2 本文的主要研究内容

第二章 基于MBD的零件检测信息提取与管理系统的整体分析与设计

2．1 系统开发需求分析

2．2 系统功能结构分析

2．3 系统体系结构设计

2．3．1 系统网络结构设计

2．3．2 系统总体结构组成

2．4 系统工作流程设计

2．5 系统的安全性设计

2．6 CAD／CMM／MES系统集成技术

2．7 本章小结

第三章 基于MBD的零件检测信息模型框架构建

3．1 MBD技术概述

3．2 基于MBD的检测信息定义

3．3 基于MBD的检测信息模型框架构建

3．4 本章小结

第四章 零件检测信息识别与提取

4．1 Creo Parametric二次开发工具与环境

4．1．1 Creo Parametric二次开发工具

4．1．2 开发环境Visual Studio 2010

4．2 Creo Parametric TOOLKIT应用程序开发简介

4．2．1 工作模式确定

4．2．2 开发步骤介绍

4．2．3 开发环境配置

4．3 零件检测信息的提取

4．3．1 零件尺寸公差信息的提取

4．3．2 零件形位公差信息的提取

4．3．3 零件几何特征信息的提取

4．4 实例验证

4．5 本章小结

第五章 检测任务分配及检测路径规划研究

5．1 检测任务分配研究

5．1．1 检测任务分配因素选取

5．1．2 检测任务分配模型假设与问题描述

5．1．3 检测任务分配模型建立

5．1．4 基于遗传算法的检测任务分配求解

5．2 检测路径规划研究

5．2．1 检测点数量及分布的确定

5．2．2 检测路径规划

5．2．3 执行检测

5．3 本章小结

第六章 系统的开发与实现

6．1 系统环境配置

6．2 系统的设计

6．2．1 系统实现技术

6．2．2 系统数据库设计

6．3 系统的实现

6．4 本章小结

第七章 总结与展望

7．1 全文总结

7．2 研究展望

参考文献

攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况