Manufacturing model is composed of intermdediate product states orienting to the process chain, and it is the design model's continuation to manufacturing process and the key to meet the needs of downstream activities in digital manufacturing. The manufcturing model represented by digital in space-time range of manufacturing and its state derivation law is to be studied from a systemetic view. The information organization of manufacturing model and manufacutirng mode maded by it is to be established from space view, which include content compostition, logical structure, physical topology, transfer and control in collabrative manufactuirng environment.The sequence, content and method of state derivation is to be built from time view. The control mechanism is to be discovered and the successive accumulating process and mechanism are to be described. The algorithms of associated mapping in states creating sequences and associated tranforming in states changing process are to be proposed.The verification environment of algorithms presented above is to be built based on CAD system, and the complex aircraft sheet metal parts such as integral panel with stringers and frame rib with flanges of changing curvature will be used to define the digital manufacturing model and verify the its accuracy by the fabrication test. The research results will provide theoretical basis for representing the content by digital, organizing the information in order, controlling state derivation accurately and optimizing manufacturing system.
制造模型由面向工艺链的中间产品状态组成,是设计模型向制造过程延拓以满足数字化制造下游需求的关键。本项目以系统科学的视角对数字量载体下制造过程时空范围内制造模型及其状态产生和衍变规律进行研究。从空间的角度建立协同制造环境中制造模型信息的组织框架及其作用下的制造模式,包括制造模型的内容构成、逻辑结构、物理拓扑和传递控制等;从时间的角度研究建立制造模型状态生衍的序列、内容和方法,揭示不同时序下制造模型生衍过程的控制机理,刻画制造模型的信息逐次累加过程和机制,建立制造模型产生序列中的状态映射算法和制造模型衍化过程中的状态关联更改算法;基于CAD系统建立上述算法验证环境,以带筋整体壁板、变曲率弯边框肋等复杂飞机钣金件数字化定义为对象进行实证分析;研究成果为制造模型内容表达数字化、信息组织有序化、生衍控制精确化和制造系统运行优化奠定理论基础。
数字化是现代制造技术发展的核心,面向工艺链数字化定义的制造模型作为驱动局部工艺过程参数设计、工装设计、数控编程和现场操作的源头,是决定制造的效率和准确度的关键。然而,实际工件由于结构和制造工艺不同,模型内容及其生衍规律并不相同。本项目建立了制造模型信息的组织框架及其作用下的制造模式,以飞机整体壁板、框肋、蒙皮等类型零件为对象,面向钣金成形、切削加工和复合材料成型的形状控制工艺链,从状态和特征两个粒度刻画了制造模型状态组成与数据结构,建立了不同时序下制造模型状态之间信息产生和衍变过程模型,揭示了不同特征变化对制造模型状态生衍的控制机制;建立了制造模型生衍过程中几何特征添加、提取、展开、变形等生衍算法集,发展了从工件模型向成形工艺模型和毛坯模型两种状态生衍的型面关联映射方法,提出了一种零件设计模型向制造模型衍化的状态关联更改方法;应用上述该算法开发了壁板、框肋、型材等典型零件制造模型定义工具,并进行了试验验证,结果表明,制造模型定义效率显著提升、外形准确,框肋、型材、蒙皮制造模型控制下零件制造实现了一步精确成形;上述软件已在中航工业多家飞机制造企业中应用,建立了制造模型数字量定义、传递与控制模式,实现了各类典型件制造模型数字化定义的快速化、精确化,以及工件模型和工艺模型驱动的制造系统运行优化。
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数据更新时间:2023-05-31
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