基于復(fù)雜系統(tǒng)理論的高速數(shù)控加工裝備動靜態(tài)特性監(jiān)控技術(shù)研究.pdf

1、隨著企業(yè)信息化程度和高速加工技術(shù)的不斷發(fā)展，客戶需求也日益?zhèn)€性化、多樣化、精密化，高速數(shù)控制造裝備不僅配置有實現(xiàn)加工任務(wù)所需的刀具，而且須配備檢測設(shè)備和監(jiān)控設(shè)備，導(dǎo)致制造系統(tǒng)的信息環(huán)境變得越來越復(fù)雜，產(chǎn)品的制造過程也與常規(guī)的切削加工過程不同，是集裝夾過程、加工過程、檢測過程、監(jiān)控過程等多流程為一體，具有多變性、復(fù)雜性、動態(tài)性和不確定性等特點(diǎn)。高速數(shù)控制造裝備和集成制造過程動靜態(tài)特性監(jiān)控具有復(fù)雜系統(tǒng)的動態(tài)、復(fù)雜、多變、不確定性以及協(xié)同工作

2、等特點(diǎn)，屬于復(fù)雜性問題，所以需要用復(fù)雜系統(tǒng)的理論和分析方法對其進(jìn)行研究，具有重要理論意義和研究價值。
　　 本文基于復(fù)雜系統(tǒng)理論對高速數(shù)控加工裝備動靜態(tài)特性監(jiān)控方法及應(yīng)用技術(shù)展開研究，取得了如下創(chuàng)新性研究成果與結(jié)論：
　　 1、針對產(chǎn)品制造過程復(fù)雜、動態(tài)、多變、不確定等特點(diǎn)，借鑒諸多學(xué)者在制造系統(tǒng)組織結(jié)構(gòu)復(fù)雜性、產(chǎn)品工藝規(guī)劃復(fù)雜性、產(chǎn)品設(shè)計過程復(fù)雜性方面的研究思想和研究成果，提出了制造過程復(fù)雜性的概念，目的是找出一種能減

3、少制造過程復(fù)雜性的系統(tǒng)科學(xué)方法，保證復(fù)雜制造裝備優(yōu)質(zhì)高效地完成加工任務(wù)，具有一定的科學(xué)意義。
　　 2、在對復(fù)雜系統(tǒng)理論基本方法研究的基礎(chǔ)上，針對目前制造過程組態(tài)監(jiān)控存在的監(jiān)控對象固定不變、監(jiān)控參數(shù)不能根據(jù)需要任意調(diào)整等局限性，再結(jié)合元胞自動機(jī)模型解決復(fù)雜性問題的優(yōu)勢，提出了元胞組態(tài)協(xié)同的監(jiān)控方法。由于其具有復(fù)雜系統(tǒng)理論基本方法的動態(tài)、演化、協(xié)同特點(diǎn)，所以是基于復(fù)雜系統(tǒng)理論的研究方法，可解決高速數(shù)控制造裝備和集成制造過程動靜態(tài)特

4、性監(jiān)控問題。
　　 3、給出了規(guī)范化的元胞設(shè)計方法，即每個元胞設(shè)計為一個四元組，表示為C=(元胞態(tài)空間，元胞狀態(tài)集合，影響元胞狀態(tài)變化的因素集合，作業(yè)規(guī)則)，并研究了元胞內(nèi)部的組態(tài)原理和元胞之間的協(xié)同機(jī)制，為元胞組態(tài)協(xié)同監(jiān)控方法的實現(xiàn)提供理論基礎(chǔ)。
　　 4、在理論方法和關(guān)鍵技術(shù)研究基礎(chǔ)上，將元胞組態(tài)協(xié)同監(jiān)控方法應(yīng)用于高速數(shù)控制造裝備和集成制造過程動靜態(tài)特性監(jiān)控中，用有限元分析方法對高速數(shù)控車削加工工藝系統(tǒng)動靜態(tài)特性進(jìn)行

5、分析，明確了動靜態(tài)特性指標(biāo)，找出工藝系統(tǒng)的薄弱環(huán)節(jié)，為確定監(jiān)測對象提供依據(jù)。應(yīng)用元胞組態(tài)協(xié)同方法將高速集成制造復(fù)雜過程多對象、多空間、多領(lǐng)域監(jiān)控轉(zhuǎn)換為基于“工序節(jié)點(diǎn)處質(zhì)量控制元胞”一維監(jiān)控，把高維問題轉(zhuǎn)換為一維問題，大大的降低了制造過程監(jiān)控的復(fù)雜性。且基于組態(tài)軟件及VC 平臺，研發(fā)了基于元胞組態(tài)協(xié)同方法的高速數(shù)控制造裝備和集成制造過程動靜態(tài)特性監(jiān)控系統(tǒng)，實現(xiàn)了高速數(shù)控制造裝備動靜態(tài)性能指標(biāo)的監(jiān)控和高速車削加工質(zhì)量的監(jiān)控，為高速車削加工全