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第一篇计算机辅助设计与制造论文范文参考：计算机辅助可重构制造系统设计的概念研究
全球市场的巨大变化,迫使制造企业必须在竞争的环境中生存和发展.制造企业赢得竞争便获得高额利润、求得快速发展.而对制造系统进行快速重构以实现产品快速制造是制造企业在动态多变的市场中赢得竞争的最佳方法之一；也是制造业界梦寐以求的目标.伴随着制造业界追求这一崇高目标的过程,计算机集成制造哲理的内涵正在逐步发展,出现了许多新的先进制造哲理,可重构制造哲理便是其中之一.
可重构制造哲理是一旦需要就通过对整个制造系统、可重构的硬件和可重构的软件的同步重构而准确地提供所需的制造功能和生产能力,以快速适应变化的市场的新的制造哲理.实现这一哲理的制造系统是可重构制造系统.对可重构制造系统的研究,已引起国内外研究者的广泛兴趣. 本文针对国内外可重构制造系统研究的现状,提出计算机辅助可重构制造系统设计这一新的研究方向,并利用计算机辅助可重构制造系统设计这一方法,在逻辑层面上实现了可重构制造系统的重构.这是本文对可重构制造系统这一研究领域的贡献；也是本文的创新所在.在这一创新主题下,本文取得了以下的研究成果： 1．本文提出可重构制造系统的定义,即可重构制造系统(RcMS)是为了快速而准确地提供响应新的市场需求所需的生产能力和生产同一零件族内的新零件所需的制造功能,从一开始就设计成可面向系统级和生产资源级快速而又以有竞争力的成本重构的制造系统. 2．提出了集成的智能计算机辅助可重构制造系统设计这一新的CAx研究领域.本文定义可重构的硬件、可重构的软件和集成的智能方法为可重构制造系统的三大使能技术,并取得了如下研究成果.首先,提出了一种既能体现机床重构柔性又能保证机床性能的可重构模块化机床(RcMMT)的概念设计模型,并实现了RcMMT的集成设计；其次,针对可重构制造系统的控制器之间的连接是面向分布式计算机网络的连接和对机器自动控制的实时要求,提出了基于CORBA／RT_CORBA的面向可重构制造系统的可重构控制器的体系结构,并通过计算机仿真研究验证了该体系结构的正确性和可行性；最后,提出了集成的智能计算机辅助可重构制造系统设计的原理. 3．本文提出了面向给定的订单,由可重构制造系统的适应性识别系统AIS-RcMS和可重构制造系统的重构专家系统RcES-RcMS协作生成候选可重构制造系统的方法.即针对给定的订单,用AIS-RcMS判别现有的制造系统是否适合于制造该订单,如果适合,则采用现有的制造系统作为制造该订单的候选制造系统；否则,由RcES-RcMS负责生成制造该订单的候选制造系统.在AIS-RcMS 两北丁业人学博I：学位论义方面,设计了AIS－RcMS的结构、学习算法及其工作过程,并通过一个说明性的例子验证了AIS－RcMS的正确性.在RcES－RcMS方面,提出RcES－RcMS的组成原理,并提出自动和基于CBR这两种重构RcMMT的方法以及基于工件特征重构R.MS的方法. 4．本文提出面向可重构制造系统的赋时可重构 Petri网（TgnN．RcMS）模型及其两种重构算法.重构算法1适用于增加机器到系统中或从系统中移走机器的情况,重构算法2适用于修改生产设备对象之间信息传输关系的情况.通过对一个RcMS的实例系统的研究,验证了TIrp：N．RcMS模型及其重构算法是关于RcMS的正确的形式化表示. 5．本文提出基于TIrp：N－RcMS模型的可重构制造系统的调度优化算法SA－RcMS和可重构制造系统的性能指标分析方法.通过实验得到了实例系统的调度优化和性能指标分析的结果. 6．提出体现可重构制造系统重构柔性本质的可重构制造系统集成设计的原理,并计算机仿真验证了RcMS集成设计原理和RcMMT集成设计原理的正确性. 以上研究成果4和5初步建立了RcMS系统优化的理论体系,研究成果2、3、4、5和6的集成体现了集成的智能CARcMSD的内涵.第二篇计算机辅助设计与制造论文样文：MFBS框架下基于知识的计算机辅助创新设计关键技术研究
21世纪的经济发展呈现出信息化、知识化的特征,产品设计过程中知识的增值成为主宰新产品竞争力的决定性因素,基于知识的设计方法已经成为实现设计制造自动化,增强企业竞争力的一项重要高新技术.创新是产品设计的本质和灵魂.在产品设计阶段,对产品功能求解的设计过程,最富创新性.当前,新产品开发设计中所需要的知识越来越多,涉及到不同领域的不断变化知识资源.开展以设计知识获取、表达及运用为核心的计算机辅助创新设计,是提高我国制造型企业的创新能力和核心竞争力的重要途径,也符合《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006～2020)》中“数字化与智能化设计制造”优先主题中“智能化创新设计方法及技术”研究内容.
本文在系统地综述了计算机辅助创新设计理论、方法与关键技术研究现状的基础上,提出了模块—功能—行为—结构(Modular-Function-Behavior-Structure, MFBS)框架下基于知识的计算机辅助创新设计关键技术研究.研究设计知识的建模、设计知识的更新、基于本体映射的产品创新设计、设计方案自动生成等关键技术,通过实例验证了MFBS框架下基于知识的计算机辅助创新设计关键技术实现方法的正确性.本文的主要工作有：
(1)随着产品结构趋向复杂化,功能趋向集成化和复合化,采用功能—行为—结构(Function-Behavior-Structure,FBS)设计过程模型,组合各分功能的结构形成产品整体设计方案时,容易出现“组合爆炸”问题.借鉴模块化设计在缩小产品设计求解空间方面的优势,提出了MFBS的产品设计过程模型.综合考虑客户需求与产品功能元之间的相关性,功能元之间的流相关性和技术进化时功能元之间的相关性,构造功能矩阵,研究了基于模糊动态聚类的功能模块划分方法.以MFBS设计知识的表达为基础,建立了产品设计知识的MFBS本体表达模型和产品设计知识系统.
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(2)基于元素级的本体匹配方法、基于概念结构的本体匹配方法都考虑了本体概念语义中的一部分.基于多策略的本体匹配方法也只是把概念自身的语义和概念间的层次结构以加权的形式进行简单地组合.综合利用本体概念自身的语义和概念间的层次结构,提出了基于本体语义块相似性匹配的设计知识更新方法.通过Jena提供的元素提取方法提取OWL文件中的本体元素,采用基于元素级、基于结构级的方法,获得匹配概念对和待匹配概念对；利用本体概念自身的语义信息和本体概念间的层次结构信息,建立概念的语义块；计算概念语义块相似度,判定待匹配概念对的匹配关系,实现改计知识的更新.
(3)针对现有的知识检索与推理方法,在以知识间语义关系为主的创新设计方面的不足,采用分层递进的本体映射策略,系统地研究Jena()编程实现MFBS本体知识检索与映射推理算法,进行基于知识的产品设计.引入本体概念的变型空间理论,提出了基于变型空间本体映射的产品创新设计方法,提高以产品设计知识间的语义关系为主的产品创新改计能力.
(4)在产品设计方案生成阶段考虑结构的全生命周期评价属性,建立结构的全生命周期评价基因模型.构造面向全生命周期评价的适应度函数,采用选择、交叉、变导等遗传操作并设计遗传操作算法,实现基于结构全生命周期评价基因模型的功能模块设计方案的自动生成.更好地体现设计方案的全生命周期评价属性,提高设计方案生成的效率.根据功能结构图,组合各功能模块形成产品的整体设计方案.
最后,在关键技术研究基础上,开发MFBS框架下基于知识的计算机辅助产品创新设计系统(Computer Aided Product Innovation Design, CAPID),包括系统框架设计、各模块详细流程,并针对多绳金刚石串珠绳锯设计进行应用研究.
综上所述,本文提出MFBS框架下基于知识的计算机辅助创新设计关键技术研究.借鉴模块化设设在缩小产品设计求解的空间方面的优势,研究了产品的设计知识模型,设计知识的表示与更新机制,设计知识的检索与推理技术；在产品设计方案生成阶段就考虑结构的全生命周期评价属性,利用进化技术实现设计方案自动生成,以期获得可持续应用、基于知识的计算机辅助新设计系统.由于采用基于语义块相似语义块相似性匹配的设计知知更新方法,知识系统具有开放性.同时利用进化技术实现设计方案的自动生成,创新过程具有开放性.本课题的研究既立足于可持续应用、MFBS框架下基于知识的计算机辅助产品创新设计的实际需求,又为基于知识的的产品开放式创新设计提供实现途径,具有重要的理论研究意义和实际应用价值.
第三篇计算机辅助设计与制造论文范文模板：基于知识的计算机辅助夹具设计支持技术研究
夹具作为机械制造业中的一种重要的工艺装备,直接影响产品的质量和研制周期.缩短夹具设计周期,提高夹具的设计质量是计算机辅助工艺装备研究的重要领域,也是提高企业快速反应能力的一个关键环节.夹具设计过程是一个基于经验的机械结构设计问题,需要设计者具备关于设计问题的大量、全面的知识和经验.现有的基于通用CAD软件环境的计算机辅助夹具设计系统仅能完成一些诸如绘图、三维建模等方面的工作,在夹具设计过程的集成、设计资源的共享与智能化、知识的处理和重用等方面还不能提供有效的计算机辅助设计的支持技术.如何将具有多样性、复杂性、经验性、不确定性等特点的夹具知识形式化、数字化并以显式的方式保存下来,提高夹具设计的智能化程度,是计算机辅助夹具设计技术领域的前沿研究问题之一.
本论文在国家自然科学基金项目和四川省应用基础研究项目的资助下,针对目前计算机辅助夹具设计技术研究中存在的问题,将知识工程与夹具设计过程结合起来,重点研究夹具设计知识描述、分类、发现以及重用的基本原理和智能化夹具设计中的知识求解技术,探讨一种能支持夹具整个设计过程的智能求解技术,开发基于集成知识资源的计算机辅助夹具设计支持系统.本文的研究成果和特色如下： (1) 在分析基于知识的计算机辅助夹具设计支持系统的的功能需求及其与传统计算机辅助夹具设计系统区别的基础上,构建了由界面层、应用程序服务器层和资源层形成的计算机辅助夹具设计支持系统的总体层次体系结构,提出了一种由资源分系统、设计分系统、计算分系统、管理分系统和信息交换分系统所组成的计算机辅助夹具设计支持系统的软件功能模型,通过5个功能分系统的协同工作而形成一种支持夹具智能化设计的环境平台. (2) 详细分析了夹具设计信息,提出夹具元特征的概念,建立了集成定位元特征、夹紧元特征、元件元特征、装配元特征、精度元特征、性能分析元特征的夹具信息模型,并采用BOOCH方法建立了与夹具设计相关的产品信息模型和制造信息模型,使其为设第四篇计算机辅助设计与制造论文范例：基于ACIS 几何平台的CAD/CAM软件开发关键技术研究
计算机辅助设计与制造技术(CAD／CAM)是近30年来迅速发展起来的新技术,是现*造技术的重要组成部分.CAD／CAM技术的应用和发展,从根本上改变着传统的产品设计和制造模式,引起了产品设计和制造方式的根本性变革.其中数控加工编程技术是最能带来明显生产效益的环节.本文以工程应用为背景,结合国家“九五”重点科技攻关专题,深入研究了基于ACIS几何平台的CAD／CAM系统开发的相关技术,并对其中的数控加工编程技术进行了重点研究.本文的主要研究内容和成果如下： 1．分析面向制造业的CAD／CAM系统的需求,建立了超人2000 CAD／CAM系统中三维几何造型与数控铣削编程软件的总体框架,设计系统结构、数据流.并进了系统的功能设计.
2．深入剖析ACIS几何平台,分析其体系结构,模型数据结构,开发接口.解决了ACIS几何平台对开发数控加工编程模块支持的关键技术问题,提出了在ACIS平台上基于实体布尔运算的环的集合运算算法,并应用于平面轮廓环的关系判别、加工区域的识别提取和加工刀轨生成中,为数控加工编程子系统的开发奠定了坚实的基础. 3．研究了基于ACIS几何平台的复杂平面型腔的数控加工编程技术,分别就二轴轮廓加工编程、行切加工编程和环切加工编程,给出相应的加工类,设计了具体的刀轨生成算法.其中,对行切加工方法进行了优化,设计了新的环切加工方法.研究了补充加工和余料加工算法. 4．研究了基于实体表面的粗加工刀轨生成算法,设计了粗加工类.就零件的可加工性、型腔类零件、凸台类零件和开型腔的刀轨生成算法进行了深入的研究.利用本文提出的算法,用户可以灵活选择预钻工艺孔的位置,方便了加工编程.研究并实现了两维半零件的加工刀轨生成算法. 5．对基于实体表面等距面的截平面法精加工刀轨生成算法进行了研究.在实体的棱边和顶点处引入虚过渡,研究实现了棱边和顶点等距面的生成.既保护了棱边与顶点,避免了过切干涉,又简化了编程. 本文所研究的关键技术,已成功地用于超人2000 CAD／CAM集成系统中,实践证明,本文的研究成果是有效可行的.第五篇计算机辅助设计与制造论文范文格式：T样条曲面计算机辅助制造方法与关键技术研究
为了在计算机辅助制造过程中更方便地表达形状复杂的零件,尤其是便于对自由曲面生成多轴加工刀路,学术界和工业界一直在寻求合适的数学表达方法.多面体模型和多片张量积曲面复合模型是当前最流行的两种数学模型,但是它们在表达复杂工件和刀具路径生成方面各自有不足之处.而在另一方面,T样条曲面突破了张量积结构的桎梏,发展了局部控制域的概念,减少了曲面控制顶点数量并使其自由地排列.由于其出色的曲面表达能力,T样条已经在计算机辅助设计、造型、有限元分析等领域得到了广泛应用.针对上述CAM业界由来已久的问题,本文提出了一整套解决方案.将T样条引入CAM过程中,用于表达自由曲面.利用T样条曲面参数域原像特殊的拓扑结构,直接对其完成刀具路径规划.该项工作为解决自由曲面的计算机辅助制造提供了新思路,同时也拓展了新型曲面的应用,增强了CAD/CAM领域的交叉发展.本文完成了以下几项工作：
一、经过比较和总结CAM系统自由曲面的常见数学表达方法,提出使用T样条曲面作为计算机辅助制造的数学模型.建立了T样条节点／控制顶点一体化数据结构,发展了局部控制域的概念,完善了T样条曲面点求值与局部几何性质的计算方法.在此基础上,结合刀具路径参数与误差标准,直接在T样条曲面上生成加工刀路.连通了复杂形状零件的CAD造型设计与CAM加工规划之间的鸿沟.
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二、针对传统等高度分层加工的加工余量不均匀、引发刀具颤振、损害成形表面等缺点,提出一种渐进型分层加工方法(Morphing machining strategy, MMS).利用了T样条曲面自由的参数域拓扑结构,将复杂的工件和毛坯形状表达于单一曲面.以切削深度和工序余量等加工参数作为约束条件,基于能量最小化方法调整控制顶点,使T样条曲面从设计形状向毛坯形状整体变形,生成一系列变形曲面.然后,将按逆序把这些曲面作为加工层,从毛坯开始逐层加工,最终得到工件的设计形状.
三、提出了一种基于改进型空间填充曲线(Improved space-filling curve, I*C)的精加工刀路生成方法.为了克服传统空间填充曲线无法在非矩形域上生成刀具路径的缺点,针对T样条曲面不规则的参数原像以及带孔洞的拓扑结构,调整网格点安排策略,保证形成合法胞腔,防止边界附近区域出现欠切削材料.另外,针对刀具路径拐角容易引起切削不足的问题,添加Hermite补偿曲线,使刀具在拐角平滑过渡并且清除多余材料.
四、整合上述T样条曲面点及几何性质计算方法,渐进型分层加工方法,I*C精加工刀路生成算法,开发了一套针对T样条曲面的CAM原型系统.该系统能够读取和查看T样条曲面,结合用户输入的加工参数,生成加工分层,并在各曲面层内规划单连通刀具路径.对于生成的刀路,系统可以进行线框走刀仿真.然后根据五轴机床配置,进行刀路后处理,输出用于实际切削加工的数控NC代码.
为了验证刀路算法和软件性能,在实验章节选用了包括鼠标凸模、变速箱端盖、人造指骨模型等传统机械零件以及生物医疗器件,进行了刀路生成、软件仿真以及实际机床加工.实验成果表明了本文算法的可行性,高效性,以及软件系统的可靠性.进一步说明了T样条曲面在表达复杂零件和刀路规划方面具有优秀的性质,适合应用于自由曲面的计算机辅助制造.
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