面向智能化工艺设计的三维机加工艺模型的动态重构方法研究

3D process planning has become an indispensable part in intelligent manufacturing system. However, it still cannot meet the requirements of reconfigurability and responsiveness. This problem has become the bottleneck of the development of intelligent process planning. . Based on previous work for machining process planning, the basic theory, algorithm process, module development and system integration of dynamic reconfigurable 3D process model for intelligent process plan is researched. A set of software modules are established and integrated into 3D machining process planning system, and it will obtain leapfrog promotion for the 3D machining process planning system. This will meet the requirements of the 3D process plan of rapid response to the intelligent process planning.. The main research contents are described as follows: Firstly, based on the analysis of the requirements of the diversity and dynamic process information, to be self-reconfiguration method of 3D process model is studied, and the framework model of process route is created. On this basis, the reasoning method is researched based on the machining feature of organizational units. This method involves the extraction of machining information, the retrieval of machining feature and the rule of process reasoning. At last, the dynamic reconfiguration method of three-dimensional machining process model is researched, and the intelligent matching method of process information is constructed.

三维工艺设计是智能制造系统不可或缺的组成部分，但目前仍不能满足可重构性和快速响应的要求，这已成为智能化工艺设计发展的瓶颈。. 申请者基于前期在三维机加工艺设计系统及相关技术的研究成果和工作基础，开展面向智能化工艺设计的三维机加工艺模型动态重构的理论方法、算法流程和系统集成研究，开发相应的软件模块，使三维机加工艺设计系统获得跨越式发展，满足智能化工艺设计对三维工艺快速响应的需要。. 主要研究内容涉及：从组织多样性和动态演变特性的工艺信息入手，研究三维工艺模型的创建方法，构建集成化工艺路线的框架模型。在此基础上，研究基于加工特征为组织单元的工艺推理方法，涉及加工信息的提取、加工特征的检索以及工艺决策规则的研究。最后，研究三维机加工艺模型的动态重构方法，构建工艺信息的智能匹配方法。

本项目以产品研制过程中复用现有工艺数据为切入点，以提升产品三维工艺设计与重用的快速响应能力为目标，开展了三维机加工艺模型动态重构的理论方法、算法流程、系统开发等研究内容，主要成果如下：（1）提出了多工序模型/多元工艺信息的统一建模与组织策略。从工艺数据组织、层次结构、关联关系等方面考虑，提出了以三维工序模型作为三维工艺的骨架，将文字、数据、模型等多样化工艺信息作为血肉附着在三维工序模型上，实现了多元工艺信息的统一管理与存储。（2）提出了基于特征技术的工艺信息智能匹配方法。基于加工特征的几何信息提取技术和自然语言理解技术，研究了预定义加工特征表达机制，提出了基于几何推理方法的加工特征搜索与匹配策略，揭示了以加工特征为组织单元的工艺决策机理，实现了依据产品特征信息准确重用已有制造工艺数据的目的。（3）提出了三维机加工艺模型的动态重构技术。研究了工艺更改的具体内容及工序间相互关系，揭示了基于投影域的工序间关系的判断机制，随后提出了面向工艺更改的工序间动态重构方法与工艺信息自动传播策略，彻底解决了设计更改或工艺变更后工艺模型重新建模的难题。（4）基于建模内核ACIS和显示内核HOOPS开发了三维机加工艺设计与重用系统，基于复杂零部件的工艺设计过程对工艺模型创建、加工特征匹配、工艺信息重用以及工艺模型动态重构等功能模块进行了应用验证。通过以上内容的成功研究，提供了具有可重构能力的三维机加工艺设计解决方案，对进一步推广三维机加工艺在制造企业的广泛应用具有重要意义。依托上述工作：（1）指导研究生5名，3人次获江苏省省创项目；（2）申请国家发明专利授权5项，实质审查11项，软件著作权2项；完成专著1部；发表论文11篇，其中在INT J COMPUT INTEG M , INT J ADV MANUF TECH, IEEE Access等期刊发表SCI论文5篇，所在期刊影响因子均大于1.5，EI检索论文 6篇；（3）参加CIRP/ICMAE/CNCM等系列国际会议并做大会报告。