[01362565]自适应模具修复的信息集成系统

项目立项后,宁波诺丁汉大学立即与英国诺丁汉大学联合成立了项目研发团队。项目分为总体规划模块、关键技术模块、咨询专家模块、系统开发模块等几部分。项目总体规划模块负责项目时间、资金、进度、研究内容的总体规划,对项目组成员进行安排和调度;关键技术模块主要负责数据采集与信息交互技术、自适应模具修复软件系统架构、系统集成技术和模块联系问题的研究并提出解决方案;咨询专家模块以定期或不定期方式对宁波模具生产,使用和模具修复企业项目进行调研,了解企业在模具开发,使用和修复面临问题和技术需求;系统开发模块负责自适应模具修复软件的开发,严格依照软件开发流程开展工作。 项目研发团队成立之后,项目组立即深入包括吉利、敏实、双林、佛吉亚、宁波模具协会、通达精密铸造、强胜机械模具、柏隆工贸、Eran Group公司等多家制造企业开展了实地需求调研,通过调研进一步明确了企业的实际需求。随后项目组按照研究内容重点从模具数据采集与信息交互、缺陷检测、缺陷显示、焊接路径控制和模具修复后寿命评估等方面着手开始项目研究工作,并在原有研究成果的基础上,搜索国内外模具修复相关文献、专利和相关网站,研究和比较模具修复和发动机叶片修复的相同和不同之处,结合企业实际操作过程,建立针对模具修复的优化工艺规划和修复后模具生命评估模型。之后,关键技术模块分析磨损零件的数字扫描模型,确定零件的磨损特征和缺失形域,结合磨损模具的非接触式数字扫描模型和接触式的三坐标测测量点云,更新磨损零件几何重构方式及磨损零件和未磨损零件几何形状比较算法,于2010年8月初完成了自适应模具修复系统结构的设计开发。之后, 关键技术组比较了磨损模具的3D实体模型和磨损前的模具的3D实体模型,研究出自动确定磨损程度、形状和区域和自动生成用于激光堆焊的路径、自动生成刀具加工路径/自动生成零件修复检测路径等关键技术的方法,并搭建模具修复后使用寿命评估模具。并且与外方合作伙伴合作,对开发系统进行测试、评估。 任务完成情况： （1）提出了一种由数据层、数据接口层、业务逻辑层、应用接口层、应用层等五层的模具修复信息化系统的技术架构;基于该架构设计了具有支持模具修复过程无纸化运行、修复信息动态采集、焊接数控程序上传下载与优化管理; （2）提出了一种包括信息层、规则约束层、语法适配层、语义适配层和应用层等五个层面的模具修复集成模式,基于动态适配模式构建了数控加工和焊接集成框架,为修复过程的不同过程信息共享和信息集成提供了一种开放式基础运行平台,使系统具有自适应性和修复过程信息化。 （3）根据修复的需要,构建了模块化的程序系统,分为七大模块,分别是扫描和逆向数模生成模块、模型对比模块、细小尖锐特征精密获取、磨损区域数控加工生成光滑表面模块、磨损区域激光修复模块、表面多余材料数控去除模块、修复后表面检测模块。 （4）建立仿真模型,模拟工件成型过程和模具修复过程,构建应力,残余应力和与寿命模型,建立工件修复后有效寿命评估模型。 （5）磨损模具由于磨损位置、程度各不一样,是批量定制范畴,同时为了使本模具修复系统适应不同模具、夹持和加工、焊接修复的需要,自主研发了一套可重构装夹,重复用于不同模具和同一模具修复过程中的不同步骤以减少; 以减少由于更换专用工装而导致修复时间和误差积累,提高修复精度和效率,节约工装材料的浪费。