Model-based design method of two-axis four-actuator fast steering mirror system

This work was focused on the model-based design method of two-axis four-actuator(TAFA) fast steering mirror system(FSM), in order to improve the design efficiency. The structure and operation principle commonality of normal TAFA FSM were investigated. Based on the structure and the commonality, the conditions of single-axis idea, high-frequency resonance and coupling were modeled gradually. Combining these models, a holonomic system model was established to reflect and predict the performance of TAFA FSM. A model-based design method was proposed based on the holonomic system model. The design flow and design concept of the method were described. In accordance with the method, a TAFA FSM was designed. Simulations and experiments of the FSM were done, and the results of them were compared. The compared results indicate that the holonomic system model can well reflect and predict the performance of TAFA FSM. The bandwidth of TAFA FSM is more than 250 Hz; adjust time is less than 15 ms;overshoot is less than 8%; position accuracy is better than 10 μrad; the FSM prototype can satisfy the requirements.

基于MBD的产品设计数字化军检研究

针对传统军检技术存在质量监督方式落后的问题,就军事代表在产品设计阶段如何开展基于MBD(model baseddefinition)的数字化军检业务进行分析。梳理产品设计阶段的产出物和相应的军检点,并对军检内容、军检方式和军检对象进行研究。结果表明:在产品设计阶段开展基于MBD的数字化军检技术,可提升军事代表对装备质量的监督能力,适应基于MBD的装备研制体系,是未来军检技术的发展方向。

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。

基于MBD的液压支架设计制造一体化系统研究与应用

随着煤机行业迅速发展,传统三维设计+二维出图+离线编程成为制约企业发展的瓶颈,亟需探索一种新的设计、制造模式。将基于模型定义(MBD)技术应用于液压结构件焊接工艺,设计了适用于液压支架结构件的设计制造一体化系统方案,通过设计工业机器人免编程控制方案,验证了煤机制造全三维的设计制造一体化可行性,填补了MBD技术在传统煤机制造行业的应用空白。

基于MBD的三维工艺设计在航天产品中的应用研究

介绍了企业在三维机加及装配工艺设计方面开展的相关研究,通过引入三维工艺设计工具并与数字化设计工艺协同平台(Teamcenter, TC平台)集成,实现了三维加工特征识别、加工方法推理、三维工序模型构建以及三维装配动画生成等,最终输出三维工艺文件并回传至TC平台进行审签及发放至生产车间。以某产品为研究对象,对各功能进行了应用验证。

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。

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。

MBD模式下机加工艺研究

基于模型的定义(Model Based Definition,MBD)技术是数字化设计制造领域的新趋势。为了加强实现MBD技术在产品全生命周期的协同设计与制造的应用,提高机加工艺可靠性,减少工艺更改繁琐等问题,文中研究与探讨了MBD模式下机械加工工艺新方法。以MBD模型作为设计制造工作流传递的单一数据源,设计模型的更改可以单项连接传递到工艺模型中,从而简化设计流程,减少大量更改单的输入输出,缩短产品研发周期,节约研制成本。

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。

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的三维CAPP系统分析与实施

工艺规划与设计是产品设计制造过程的关键环节,随着越来越多的制造业企业采用三维CAD进行产品设计,基于MBD的工艺规划已经成为航空、航天、汽车等复杂产品制造业企业的迫切需求。文章对基于MBD的三维计算机辅助工艺规划系统需求进行了分析,以基础服务为核心,设计了基于SOA的系统总体架构,并对系统实施关键技术进行了初步研究,提出了集中调研、行业需求模型研究、关键技术攻关、系统开发、行业应用验证与产品化相结合的项目实施方案,为系统开发及三维CAPP项目实施奠定基础。

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。

引入MBD技术辅助机械设计课程教学

随着数字化设计技术在机械领域的深入应用,从教学手段入手对机械设计课程教学进行改革,提出现有教学模式改革方向。引入基于MBD的数字化技术辅助教学过程,解决当前机械设计课程教学普遍出现的教学手段落后、教学模式单调、教学内容过于传统、与现代生产实际联系不够紧密等问题,很大程度上提高了课堂教学效果,对机械设计学科发展具有重要意义。同时,能够让学生掌握最新的机械设计方法,满足当今社会对人才的需求。

MBD毛坯模型的生成方法研究

以铸造毛坯模型为研究对象,在研究了MBD毛坯模型的组成要素与模型要求的基础上,通过特征识别技术,对MBD零件模型进行转化相关的预处理,根据工艺知识库相关铸造毛坯知识对预处理模型的相关特征进行抑制和补偿,更新制造标注,最后达到零件模型自动向MBD毛坯模型转化的目的。

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。

基于MBD设计的产品数据属性映射研究与实现

MBD设计要求产品的研制信息必须反映在产品数据对象的属性中,以保证产品数据源的单一性和便于进行技术状态管理,已有CAD设计工具与PDM系统标准功能无法做到MBD属性描述信息在二者之间的映射。利用XML语言、CATScript开发和CAA接口开发技术完成产品数据对象相关属性在CATIA和ENOVIA VPM系统之间映射功能,实现了基于CATIA的MBD信息完整表达与基于VPM的PDM数据属性信息的集成,解决了产品数据属性信息在CAD设计工具和PDM系统中的正确性和一致性问题。

基于MBD技术的船舶产品的设计与制造

通过对上海外高桥造船有限公司(SWS)产品现状的调查研究,从传统工艺制造技术出发,探寻SWS产品在设计制造上存在的问题,利用MBD技术对产品传统工艺进行了改进,并对SWS公司使用MBD技术的可行性进行分析。结果表明:MBD技术能够通过数据集成模型使产品的设计与制造更加精确;MBD技术对船舶工艺的影响更多地体现在舾装过程中;影响SWS采用MBD技术的因素是人力资源质量、资金支持、政府政策以及企业已有的或正准备转变的管理理念。

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。

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。

MBD模式下机动时间自动计算的实现

针对机动时间计算中存在的问题,提出了一种MBD模式下的机动时间自动计算方法。阐述了MBD模式下三维工艺设计系统原理及包含工时计算的功能框架;将计算参数分成切削参数、结构几何参数与辅助几何参数三类,并分别阐述了这三类参数的来源;提出了零件加工工艺过程的工序、工步、加工尺寸三个层次划分,并阐述了以零件、工序、工步、加工工艺特征、加工尺寸、计算公式及算法为组织对象的三维工艺系统信息模型。同时,详细说明了余量相关与余量无关结构几何参数的获取方法及机加时间的计算原理。最后,在.Net平台上开发实现了该系统,实现了机动时间的自动计算。