船用柴油机三维装配工艺设计关键技术研究

发布时间：2017-09-01 02:12

  本文关键词：船用柴油机三维装配工艺设计关键技术研究

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【摘要】：船用柴油机作为复杂装配体的代表,装配工艺十分复杂,诸多关键工艺技术一直沿用传统的二维装配工艺规划方法,在当代制造业日益智能化、信息化、自动化的背景下,船用柴油机三维装配工艺设计的关键技术研究具有重要的意义。针对目前船用柴油机实际装配存在的装配工序紊乱,大量零部件需要人工试配的现状,本文以柴油机三维装配序列规划技术、智能择优匹配技术为主体进行关键技术的研究,并以三维装配可视化技术做支撑,构建船用柴油机三维装配工艺设计体系。具体研究内容如下所示:(1)对船用柴油机三维模型装配信息数据集进行封装,梳理装配工艺技术中需要运用的装配信息,根据三维装配信息对船用柴油机装配体进行层次划分,读取每个层次装配模型的属性信息、装配方向、工具信息、装配干涉信息等,为后续装配序列规划技术研究奠定信息基础。(2)针对复杂装配体装配序列紊乱的问题,研究了船用柴油机装配序列规划技术,充分考虑车间实际装配影响因素,从吊装重量、装配定向、工具更换以及实际装配干涉因素等方面考虑装配序列规划的合理性。并对传统遗传算法做出改进,更加快捷地生成装配序列,使得序列可行性更佳。(3)研究了船用柴油机大量重复匹配件的智能匹配问题,本文根据车间需求实际调研结果,制定匹配规则,从装配精度和稳定性的角度建立智能择优匹配系统,解决了由于车间加工精度偏差、加工误差等因素造成的装配质量不高的影响,避免大量的装配工作靠人工试配而过多消耗装配资源和时间。使装配零部件的匹配精度得到优化。实现船用柴油机零部件的智能匹配,输出更加优化、合理的匹配序列,提高了船用柴油机匹配的效率与质量。(4)基于上述理论研究,利用MATLAB GUI编程模块,开发了装配工艺关键技术软件系统,促进了计算机辅助装配工艺技术的实现。并且研究了三维装配可视化技术,建立装配技术三维显示平台,克服二维工艺系统信息表达不明确等弱点。通过PDM软件,使装配工序关联到每个装配零件模型及装配资源,使装配工艺技术更加直观的输出,方便工艺技术人员操作、管理及工艺技术信息的反馈。提高装配工艺规划技术的智能化与可视化。
【关键词】：船用柴油机 装配序列规划 智能匹配 装配可视化
【学位授予单位】：江苏科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：U664.121
【目录】：

• 摘要5-6
• Abstract6-14
• 第1章 绪论14-22
• 1.1 课题的研究背景14-15
• 1.2 国内外研究现状与发展趋势15-18
• 1.2.1 装配序列规划技术研究现状15-16
• 1.2.2 智能匹配技术研究现状16-17
• 1.2.3 装配工艺可视化技术研究现状17-18
• 1.3 课题研究的理论意义和实用价值18-19
• 1.3.1 课题研究的理论意义18
• 1.3.2 课题研究的实用价值18-19
• 1.4 本课题研究的内容及章节安排19-22
• 1.4.1 主要研究内容19-20
• 1.4.2 论文章节安排20-22
• 第2章 船用柴油机三维装配工艺内容及总体方案设计22-34
• 2.1 引言22
• 2.2 船用柴油机装配工艺技术需求分析22-23
• 2.3 船用柴油机三维装配模型信息结构23-25
• 2.3.1 装配产品信息的定义23-24
• 2.3.2 装配信息处理流程24-25
• 2.3.3 装配工艺信息内容的封装25
• 2.4 船用柴油机三维装配工艺技术方案25-28
• 2.4.1 装配工艺关键技术功能分析25-26
• 2.4.2 装配工艺技术结构设计26-27
• 2.4.3 船用柴油机装配工艺技术总体方案流程27-28
• 2.5 技术功能开发流程及其理论基础28-31
• 2.5.1 软件功能开发流程28-29
• 2.5.2 遗传算法简介29-30
• 2.5.3 改进遗传算法原理与方法30-31
• 2.6 本章小结31-34
• 第3章 船用柴油机装配序列规划技术研究34-48
• 3.1 引言34
• 3.2 数字化装配序列规划34-35
• 3.2.1 装配序列规划的含义34
• 3.2.2 装配序列规划的评价方法34-35
• 3.2.3 装配序列规划的技术流程35
• 3.3 装配信息模型层次规划35-38
• 3.3.1 装配信息提取36
• 3.3.2 超零件的定义36-37
• 3.3.3 零部件层次规划37-38
• 3.4 装配序列规划改进算法38-42
• 3.4.1 目标函数的制定38-41
• 3.4.2 装配序列规划编程优化设计41-42
• 3.5 装配序列规划实验验证42-47
• 3.5.1 三维装配模型预处理43
• 3.5.2 零部件信息提取43-46
• 3.5.3 气缸盖装配序列规划46-47
• 3.6 本章小结47-48
• 第4章 船用柴油机的智能匹配技术研究48-58
• 4.1 引言48
• 4.2 智能匹配问题的概述48-51
• 4.2.1 船用柴油机零部件匹配需求概况48-51
• 4.2.2 智能匹配问题的描述51
• 4.3 匹配规则的制定51-53
• 4.3.1 传统匹配方法51-52
• 4.3.2 基于算法的选配规则的制定52-53
• 4.4 基于遗传算法的智能匹配系统的建立53-55
• 4.4.1 匹配信息管理53-54
• 4.4.2 遗传算法目标函数规划54-55
• 4.4.3 匹配功能编程优化设计55
• 4.5 智能匹配的实验验证55-57
• 4.5.1 匹配信息提取55-56
• 4.5.2 活塞与缸套的智能匹配56-57
• 4.6 本章小结57-58
• 第5章 三维装配工艺设计技术的实现及验证58-74
• 5.1 引言58
• 5.2 装配工艺关键技术集成应用系统设计58-61
• 5.2.1 三维装配工艺规划工具58-60
• 5.2.2 三维装配工艺技术集成系统60-61
• 5.3 装配序列规划功能开发61-63
• 5.3.1 装配信息读取61-62
• 5.3.2 程序参数设置62
• 5.3.3 优化序列生成62-63
• 5.4 智能匹配规划功能开发63-66
• 5.4.1 匹配件数据管理64
• 5.4.2 匹配件机型选择64
• 5.4.3 匹配件信息录入64-65
• 5.4.4 匹配参数设置65
• 5.4.5 匹配结果输出65-66
• 5.5 三维装配工艺可视化验证66-73
• 5.5.1 构建装配工艺流程66
• 5.5.2 装配工艺结构树建立66-68
• 5.5.3 三维装配工艺可视化输出68-73
• 5.6 本章小结73-74
• 总结与展望74-76
• 课题总结74
• 后续工作展望74-76
• 参考文献76-78
• 攻读硕士学位期间所发表论文及参与的项目78-80
• 致谢80

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