滚齿机刀夹具智能选配与管理技术的研究与应用

摘要

对于齿轮加工来说，目前滚齿是国内、外应用最广的切齿粗加工方法，一些国家滚齿机的拥有量约占所有齿轮机床总量的 45%至 50%。因此，滚齿机床作为制造机床中典型的一种，对齿轮的制造加工有着重大的影响，尤其是滚齿机刀夹具的合理选择与有效管理，在齿轮的加工过程中具有重要的意义。然而，目前国内滚齿机刀夹具的选配仍然处于依赖工艺人员根据自身经验进行匹配的阶段，存在工作量大、效率低且加工质量难以预测和把控的问题；因此，利用制造过程中的数据以及计算智能的力量来强化制造中的决策过程，实现滚齿机刀夹具的智能匹配，帮助管理制造中的工装资源，对合理利用刀夹具，提高加工效率和质量具有重要意义。为此，本文以滚齿机刀夹具为研究对象，对滚齿机刀夹具智能选配技术进行研究，并设计开发出滚齿机刀夹具智能选配及管理系统。　　本文首先对目前滚齿机刀夹具的选配及管理存在的问题进行了分析，根据目前存在的问题结合企业加工的实际需求，提出了针对刀夹具智能选配与管理的总体目标；在此基础上，描述了刀夹具的管理模式和智能选配方法的总体技术。　　其次，本文对面向滚齿机刀夹具的智能选配技术进行了研究。该方法包括三个部分，首先通过研究刀夹具的各项信息特征及滚齿的加工原理，并对其进行详细分析后，建立了相应的滚齿机刀夹具信息模型和选配规则；其次基于加工原理和选配规则，确立了刀夹具的选配规则库和控制策略，并建立了初步选配流程和相应的选配模型，得到了符合加工任务的候选刀夹具集合；然后基于灰色关联分析法与层次分析法提出了一种针对该集合的刀夹具优选决策方法，完成了刀夹具优选；最后以重庆某机床厂的齿轮加工车间为例进行案例研究，将文中优化模型及选配方法应用到实际案例中以证明该选配方法的可行性，为滚齿机刀夹具的智能选配提供了理论和技术支持。　　通过前文总体设计和技术研究，本文对智能选配与管理系统进行了设计。首先，对系统的总体架构进行了设计；对于系统的功能设计来说，分别对系统的功能架构和功能模型进行了详细的设计和描述；然后，从加工人员的角度对系统进行了流程分析，并对系统的数据库进行了设计，描述出了各数据表之间的关系。　　最后，基于前文的详细设计本文对该系统各功能进行了开发实现，并对系统中各功能进行了概述，展示了系统开发应用后的效果。

目录

1 绪论

1.1 研究背景

1.2 国内外研究现状

1.2.1刀夹具选配技术研究现状

1.2.2刀夹具管理研究现状

1.3 国内外研究现状分析

1.4 课题研究目的及课题来源

1.5 论文主要研究内容

2 滚齿机刀夹具智能选配方法与管理方案总体设计

2.1.1 智能选配与管理存在的问题

2.1.2 智能选配与管理需求分析

2.2 滚齿机刀夹具管理模式概述

2.3 滚齿机刀夹具智能选配方法总体技术分析

2.3.1 构建信息模型与选配规则

2.3.2 基于RBR的刀夹具选配技术

2.3.3 刀夹具智能决策技术

2.4 本章小结

3 滚齿机刀夹具智能选配技术的研究

3.1.1信息模型建立

3.1.2选配规则确立

3.2 基于RBR的刀夹具选配模型

3.2.1 选配规则库及推理机设计

3.2.2 候选刀夹具集合选配流程

3.2.3 候选刀夹具集合选配模型

3.3 滚齿机刀夹具智能选配决策方法

3.3.1 滚齿机刀夹具智能选配评价方法

3.3.2 滚齿机刀夹具智能选配评价因素

3.3.3 滚齿机刀夹具智能选配决策方法

3.4 案例研究

3.5 本章小结

4 滚齿机刀夹具智能选配与管理系统的设计

4.1 系统总体架构

4.2.1 系统功能架构

4.2.2 系统功能模型

4.3 系统流程分析

4.4 系统数据库设计

4.5 本章小结

5 滚齿机刀夹具智能选配与管理系统的实现

5.1 系统开发环境

5.2 系统功能界面

5.3 本章小结

6 结论与展望

6.1结论

6.2展望

参考文献

附录

A. 作者在攻读硕士学位期间参与的主要科研项目

B. 学位论文数据集

致谢