基于MBD的PLC运动控制系统设计与应用

针对复杂算法在PLC运动控制系统中难以工程实现的问题,该文提出了一种基于MBD(model based design)的系统设计和应用方法。首先,利用MATLAB/Simulink建立控制模型并仿真验证,预留变量接口,正确匹配参数定义和数据类型;然后,基于Simulink PLC Coder将模型转换为符合IEC 61131-3标准的结构化文本ST(structure text)代码,根据集成开发环境CoDeSys定制文件格式;最后,将生成代码以功能块FB(function block)的形式导入CoDeSys,实现算法与应用程序的集成。某型起重机回转控制系统的应用证明了MBD方法可有效解决复杂算法工程实现难的问题。

MBD设计模型的工艺性审查研究

针对目前三维零件工艺审查过程中存在的问题,进行MBD设计模型的工艺性审查研究。利用Pro/E为支撑软件,在Visual Studio 2005软件的编译环境中,通过编程调用Pro/Toolkit工具中的函数,对Pro/E软件进行二次开发,实现MBD设计模型工艺信息的识别、提取、修改和存储等功能。对于工艺审查的研究能极大地降低工艺人员的工作量,提高MBD设计模型的工艺审查效率。

基于MBD的三维工艺设计系统开发与实现

MBD技术解决了几何与非几何信息的集成表达问题,使三维设计MBD模型成为设计制造中的唯一依据,迫切需要解决与之相适应的三维工艺设计技术及设计系统,使MBD技术贯穿于产品设计制造的整个过程,真正实现三维设计制造技术。通过论述全三维工艺设计思想及其协同设计流程的基础上,提出了以设计MBD模型为依据的全三维工艺集成设计原理与方案,明确了工艺MBD模型成为所有工艺信息组织、表达的载体,以及工艺MBD模型与工序MBD模型的主从关系。同时,指出了工艺MBD模型驱动生成工序MBD模型技术是三维工艺设计系统成功的关键。在此基础上,提出了全三维工艺设计系统的功能模型及其核心信息模型,并开发实现了该系统,为全三维工艺设计系统提供了思路。

基于MBD和多Agent的飞机结构件协同设计

针对飞机结构件同步协同设计中非几何信息的表达、传递和相关性修改困难等问题,提出了基于MBD和多Agent的飞机结构件协同设计方法。基于本体将MBD模型的非几何信息进行语义表达和信息共享,构建了基于MBD和多Agent的协同设计框架,实现了CAX软件间的协同通信和互操作。在CATIA V5和JADE平台上开发了飞机结构件协同设计系统,且已在国内某大型航空企业中得到初步应用,提高了飞机结构件的设计质量和效率。

工序MBD模型的参数化驱动生成方法

针对当前工序MBD(Model Based Definition,基于模型的定义)模型生成中存在的问题,提出了一种基于参数化驱动的自动生成方法。首先分析了工艺MBD模型与工序MBD模型的相互关系。结合三维工艺设计系统与三维产品设计系统,详细阐述了参数化驱动生成工序MBD模型的操作流程;在此基础上,提出了按逆序方式驱动生成各道工序的工序MBD模型时对应驱动参数值的计算流程。同时,论述了三维工艺设计系统的功能框架及其信息模型。最后用实例证明工序MBD模型可以通过参数化驱动实现自动生成。

一阶直线倒立摆控制器MBD设计方法研究

倒立摆是控制领域检验各种控制策略有效性的典型控制对象。通过可视化仿真设计控制算法并部署于嵌入式电路板从而实现倒立摆控制是很值得研究的问题。提出了一种基于模型设计(MBD)方法用于一阶直线倒立摆控制器的快速开发。首先建立与真实倒立摆机械结构物理特性一致的多体动力学simscape可视化模型;其次在Simulink统一仿真环境下设计开发基于卡尔曼滤波的LQR控制算法,联合两者进行了可视化动态控制仿真;最后利用Embedded Coder自动生成了高效率嵌入式控制C代码,通过软件多线程代码集成并部署到嵌入式控制电路板中实现了倒立摆控制器的快速开发。最终通过实际控制实验,验证了利用上述方法进行控制器设计开发的有效性和便捷性。

MBD技术在航空发动机设计中的应用

为解决MBD技术在航空发动机设计应用中的标准规范不统一和标注信息管理等问题,结合行业特点,制订了独特的通用+典型零部件MBD行业标准,同时,考虑到知识信息表达和多领域应用,提出了基于视图的标注信息(Definition Based Model Views-DBMV)管理方法,使得3维MBD模型成为惟一有效的知识信息数据源贯穿应用于产品的全生命周期,成功将MBD技术工程化应用于航空发动机结构设计中。

基于MBD技术的模具设计与制造

介绍了基于模型的定义(model based definition,MBD)技术的模具设计与制造过程,用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息,将三维产品设计信息与制造信息共同定义到产品的三维数据模型中,在产品的整个生命周期中,以主模型为唯一的数据传递形式,使用三维标注模型作为制造依据,真正实现模具设计、制造和检测的协同,达到缩短模具生产周期,提高企业效益的目的。

基于MBD的船舶管件三维工艺设计方法

针对目前船舶管件设计与制造阶段的不协同问题,提出一种基于MBD的船舶管件三维工艺设计方法,在三维环境下将船舶管件MBD设计模型作为工艺设计的基础,在工艺知识库的支持下实现工艺路线的自动规划、工艺信息的自动生成等工艺设计过程,基于MBD数据集规范定义方式生成用于指导加工制造过程的船舶管件MBD工艺模型,该方法将MBD模型作为唯一数据源,贯穿整个工艺设计过程,进而实现设计阶段与制造阶段的协同。

基于用户自定义特征的壁板类工件MBD工序模型设计方法研究

针对当前航天壁板工件批量少、改型多,三维工序模型设计效率低、重复劳动多的问题,提出了基于用户自定义的壁板类工件MBD工序模型设计方法。通过分析壁板类工件,将壁板类工件特征分为槽腔、筋、孔特征,建立其三维参数化特征模型,并结合MBD标注,形成完善的用户自定义特征库。以DFM方式综合应用UDF特征实例,实现壁板工件工序模型的快速生成。最后,通过实例验证了提出方法的可行性和有效性。该方法可为壁板工件的MBD三维工序模型的快速生成提供技术参考。

交互式MBD模型工艺审查方法研究

针对目前计算机辅助工艺审查过程中存在的评价特征种类不全面、规则库维护困难的问题,以基于模型定义(Model Based Definition,MBD)的设计模型为研究对象,开展了工艺审查方法的研究。利用获取到的MBD模型形状和非形状特征数据集,采用交互式方法进行特征参数库用户自定义维护与扩展,同时借助知识工程相关方法,以UG软件作为基础平台,以Python语言作为编程语言,利用二次开发接口NXOpen构建工艺审查专家系统,实现对零件结构工艺性和可加工性的工艺审查。

基于MBD的数控加工工艺设计系统

MBD模型作为制造过程中唯一依据逐步成为航空制造业的发展趋势,并已应用到CAD/CAM中。但MBD技术尚未在CAPP中展开应用,导致MBD数据集在CAD/CAPP/CAM的集成设计制造过程中无法连续传递。针对航空数控加工需求,建立了基于图层的数控加工MBD工艺模型,提出了基于MBD的数控工艺设计流程,并设计开发了基于MBD的数控加工CAPP系统,实现了UG平台上集成设计制造的MBD应用。

基于MBD的飞机测试工艺数字化定义方法

飞机测试可模拟飞行环境,验证飞机功能符合性和性能精准性。近年来,飞机装配过程已逐步转变至三维装配工艺设计,而飞机测试仍局限于通过文档形式进行测试任务描述和过程执行。基于模型定义(MBD)对飞机测试顶层设计进行了研究,提出测试工艺设计概念和测试工艺数字化定义方法。将飞机全过程测试分为4个阶段,形成从测试设计到测试结果的工艺模型定义,并实现部分工程化验证。结果表明:基于MBD的测试工艺数字化定义结果可作为唯一数据源,实现飞机测试的统一表达与信息传输。

MBD设计中三维元器件库实现方法研究

根据MBD研究现状,分析了三维元器件建模方法,并提出了一种基于UG、Mentor、Teamcenter8的三维元器件模型库建立方法。采用参数建模方式,对接口技术进行了开发,从而方便了属性的传递,并能够实现整体快速驱动。选用基于中间件接口的三维模型库设计方法,能够快速建立零件间参数关联,并同时兼顾整体协调的要求,在一定程度上提高了电气三维装配设计方法的通用性和设计效率。实例运行表明,该设计方法能充分利用已有产品资源,具备很好的通用性和灵活性。

基于MBD的关联设计技术在飞机研制中的应用

MBD技术可以保证产品全生命周期过程中数据源的唯一性,实现上下游数据的无缝对接,有效提高产品设计效率。主要研究MBD的表达方式及关联设计中骨架模型的建立方法,阐述骨架模型的工作原理。结合飞机型号研制,首先进行总体骨架、接口骨架、部段骨架和部件骨架模型的定义,进而实现设计内部各专业"自顶向下"的关联设计,并以MBD数据集作为飞机研制过程中的唯一数据源,工艺、工装、检验人员在MBD数据集基础上开展并行协同的关联设计,有效地改善团队之间的沟通,使设计更改变得简单、快速,减少了设计错误,缩短了产品的研制周期,提高了设计质量。

基于MBD的商用航空发动机数字化设计与制造技术实施方法

目前,我国商用航空发动机自主研发面临巨大挑战,正着力建设数字化商用发动机自主创新研发体系。基于模型的定义(MBD)技术是实现复杂产品数字化研发的关键技术,其深入应用对构建我国商用航空发动机数字化研制模式、提升自主研发能力、缩短研制周期等方面具有重大的现实意义。介绍MBD技术国内外发展趋势,阐述基于MBD的数字化协同平台建设框架和应用思路,借鉴技术创新过程的线性范式,提出MBD应用导入方法论,总结商发公司型号项目MBD应用实践和成果,并对未来MBE应用范式进行了展望。

MBD产品设计中的三维元器件装配设计方法研究

根据三维元器件研究现状,分析了建模方法,并提出了一种基于UG、Mentor、Teamcenter8的三维元器件模型建立方法。该方法针对多个设计系统,对参数建模方式和接口技术进行了开发,从而方便了属性的传递,并能够实现整体快速驱动。选用基于中间件接口的三维装配设计方法,能够快速建立零件间参数关联,并同时兼顾整体协调的要求,在一定程度上提高了电路三维装配设计方法的通用性和设计效率。实例运行表明,本设计方法能充分利用已有产品资源,具备很好的通用性和灵活性。

基于MBD的线控底盘实验设计方法

模型设计(Model based Design,MBD)方法被广泛用于汽车嵌入式设计开发。近些年随着智能网联汽车的发展,其Simulink模型也越来越复杂,从上万行代码跃升至百万级以上代码。因此需要对功能模型进行适当的分解,以促进代码的可维护性、可理解性。设计并搭建了基于MBD的线控底盘微缩模型。以Simulink模块化编程为基础、结合控制理论、车辆运动学以及电气工程相关知识,完成了无人驾驶阿克曼底盘的仿真模型,并将仿真代码烧录到实车。该实验系统能够用于实验教学,并通过基于MBD教学方法,提升学生线控底盘的设计能力。

基于MBD的中差工艺模型快速转换技术

基于NX三维设计软件,对MBD设计模型转换为MBD中差工艺模型的关键技术进行研究。通过草图尺寸显示为PMI的方式得到模型的三维尺寸信息,使用VS2012作为开发工具,采用UGOPEN/API、NXOPEN的开发方式对NX软件进行二次开发,实现了读取和转换PMI尺寸信息并驱动模型修改的功能,能够依次快速完成尺寸扣除镀层及中差模型的转换,得到中差工艺模型。

基于MBD的轨道交通车辆全三维工程化技术研究与应用

MBD技术作为装配工艺设计过程的数据和技术支撑,能实现产品的全三维数字化设计、制造与检测。文章以轨道交通车辆为研究对象,提出基于MBD的车辆模型、车辆装配模型的定义,并建立了面向生产工艺过程的MBD模型信息,包括机加工、装配、工装设计、焊接等等,最后搭建对模型文件的数据管理和数据传递平台。