《任務級智慧型數控理論與關鍵技術的研究》是依託東北大學，由張禹擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：任務級智慧型數控理論與關鍵技術的研究
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：張禹
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目以智慧型化STEP-NC數控系統為研究目標，採用開放式思想，結合人工智慧理論與技術對任務級智慧型數控系統的體系結構、信息提取、非線性工藝規劃的智慧型性、路徑規劃的自動化以及硬體結構等方面的基本問題進行了深入系統的研究。主要研究工作為：（1）構建智慧型化STEP-NC數控系統的體系結構和分析需要解決的關鍵技術；（2）獨立於計算機作業系統的STEP-NC數控程式的信息提取與顯示；（3）基於神經網路專家系統和遺傳算法的智慧型化非線性工藝規劃；（4）基於知識庫的刀具路逕自動生成；（5）基於PMAC運動控制卡的開放式硬體結構、STEP-NC數據與 PMAC加工指令的映射、上位機與PMAC的通信以及原型系統的開發、構建和實驗。本項目的研究不僅為實現未來智慧型化、網路化和集成化的現代化製造系統提供技術支持，而且對於STEP-NC理論的進一步研究、完善和實施具有積極的參考意義。
結題摘要
為了滿足現代製造業的迫切需求，提出了開放式智慧型化STEP-NC數控系統並對其關鍵技術進行了研究。結合數控技術發展的現狀和趨勢，提出了開放式智慧型化STEP-NC數控系統的設計原則和開發策略，並構建了開放式智慧型化STEP-NC數控系統的體系結構，該新型體系結構的提出為數控系統的功能和硬體的開放性、智慧型性及與CAD/CAPP/CAM集成提供了解決模式。 在分析了STEP-NC數控程式的特點和標準描述語言EXPRESS的特性基礎上，給出了XML格式STEP-NC程式的信息提取方法和基於製造特徵的工件建模方法，並開發了獨立於作業系統的STEP-NC程式解釋器。在對專家系統和神經網路系統智慧型理論分析研究的基礎上，構建了基於STEP-NC和遺傳算法的神經網路專家系統的工藝規劃平台的基本構架，提出了基於改進的BP神經網路的知識獲取和推理方法。而且，採用EXPRESS-G語言建立了與STEP-NC兼容的通用數控工具機模型，並以關係型資料庫為平台建立以製造特徵為核心的面向STEP-NC的工藝知識庫，開發了智慧型工藝規劃模組。這不僅解決了目前存在的數控工具機模型的使用範圍的局限性，為實施基於STEP-NC的製造、仿真以及完成工藝規劃，特別是車間級的工藝規劃提供工具機數據，而且簡化了工藝知識的獲取過程，提高了工藝規劃的自動化和智慧型化。在對STEP-NC數據模型和程式結構分析的基礎上，提出了基於工步和製造特徵的刀具路徑規劃方法，並開發了刀具路逕自動生成模組。根據STEP-NC數據模型和PMAC指令，建立了STEP-NC實體與 PMAC加工指令映射關係。而且，套用研華工控機IPC-610H、PMAC PCI Lite運動控制卡、AKD驅動器和AKM電機等搭建了實驗平台，結合PMAC運動控制卡的PComm32動態程式庫動態程式庫中的函式，開發了開放式數控系統軟體，並進行了實驗。
