【摘 要】
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制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。可实现多品种、大批量生产的柔性制造系统的广泛应用,极大地促进了制造业的发展。制造业发展的核心目标是保证零件质量,检验则是质量保证的有效手段。传统的离线检测需对零件进行二次装夹,检测结果也易受人为因素影响。在数控系统上搭载高精度测头,以实现检测自动化与保证检测实时性的在机检测既可弥补离线检测的不足,又能将检测得到的结果直接指导加工,更好地保障产
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制造业是国民经济的主体,是立国之本、兴国之器、强国之基。可实现多品种、大批量生产的柔性制造系统的广泛应用,极大地促进了制造业的发展。制造业发展的核心目标是保证零件质量,检验则是质量保证的有效手段。传统的离线检测需对零件进行二次装夹,检测结果也易受人为因素影响。在数控系统上搭载高精度测头,以实现检测自动化与保证检测实时性的在机检测既可弥补离线检测的不足,又能将检测得到的结果直接指导加工,更好地保障产品质量。在追求质量的同时,时间与成本也是生产中需要考虑的重要因素。多工序制造系统中,对所有工序都进行检测固然会提高零件的加工质量,但是,随之而来的也必定是成本的增加与制造效率的降低。针对这一问题,本文结合在机检测特点,对多工序制造的检测过程进行规划研究,以平衡生产总成本与零件质量的关系。主要研究内容如下:(1)研究工序检测策略。分析多工序制造过程误差组成,明确在机检测对象及目的;以工序过程能力指数大小为零件质量高低的指标,在有无检测两种情况下,对零件质量进行仿真分析,并构建特征关键度指标,对零件质量对在机检测的约束作用进行说明;分析多工序制造过程总成本构成,分别在全数检测、全数不检、抽样检测三种情况下,对零件制造过程总成本进行建模,并用粒子群算法求解,规划出在满足零件质量要求与总成本较低条件下的待检测工序及特征。(2)研究采样策略及检测路径规划方法。以NURBS曲面来对初级解析曲面与自由曲面进行统一表达,提出基于曲面节点分块及分块曲面高斯曲率的采样策略,并进行仿真分析,对比本文提出采样策略与常用采样策略优劣及适用条件;针对裁剪曲面提出基于曲面参数反求的测点筛选算法,实现外边界外部、内边界内部测点的剔除,以保证在机检测的安全性;以曲面测点法向量为测量接近方向,分析测量路径构成,以总路径最短为目标利用蚁群算法对测量路径进行优化,并通过仿真分析比较路径优化效果。(3)结合工序检测策略及测点路径规划方法,开发在机检测规划软件。软件利用QT与OpenCASCADE等开发工具,可实现零件三维模型的交互显示、零件信息库交互建立、工序检测计划自动生成、多种方法生成测点及检测路径等功能。
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