（机械电子工程专业论文）液压集成块智能校验系统理论与关键技术研究.pdf

又连理工大学搏士学位论文 摘 滚愿集成块被广泛应用在液匿系统当中，具有结构紧凑、安装维护方便、泄漏少、 振动小、利于实现典型液压系统的集成化和标准化等优点。液压集成块设计的关键在于 如何获得个最优的外部玲局和内部布孔的集成方案。然而，睡l 于液压集成块的复杂性， 疆前的优纯设计主要致力于布局南孔方案的全局性寻优搜索上，而面辩_ i 程实践需求斡 设计结果校验工作仍处在初步阶段，并具有较大局限性，更未就其中的相关理论与关键 技术进行深入皎研究。鸯满足加工、铡造以及应用过程中对元件毒是以及管网流场动态 性能的实际需求，需要针对设计结果做全方位的校验，系统地检验实用功能、性能和品 震。本文结合鋈家自然科学基金项隧，紧密联系工程实际，以完成集成块设计结果的校 验为目标，深入研究集成块校验理论与关键技术，开发出集成块智能校验系统。该系统 能够较准确地完成对设计结果的校验及评价，并实现了液压集成块从设计到应用的一体 纯过程。 全面总结液压集成块设计的复杂性以及实际生产应用中对集成式液压系统的各项 要求，指趣，针对液压集成块设计结果蕊几何结构约束与性麓约束校验，是集成式滚压 系统设计过程中的个关键环节及需要很好解决的研究课题。在此基础上，分析优化设 计过程中约束条件的多语义性，以及对产晶设计知识进行数学抽象的局限性，孳l 入广义 校验的概念，并将其涵盖于产品设计的全生命周期内的全部约束校验。基于此概念，深 入研究其中的相关理论及关键技术，并探索开发集成块智能校验系统。 禳据液压集成块智麓校验系统的功能需求，运用基于功能驱动的系统规划服理，全 嘲进行液压集成块校验系统的总体规划，并确定该集成系统的体系结构和工作流程。明 确提出滚系统应其备虚擞域实设计功熊、管霹性麓校验功麓、虚掇装配功麓戳及设计结 果输出及管理功能。采用科学、合理的手段对各组成部分进行衔接与协调。在此基础上， 分别针对各子系统进行功然憋详细设计，分柝其中涉及到的主要阏题及关键技术，为具 体实现液压集成壤校验系统奠定基础。 为准确描述液压集成块内部管网的动态特性，酋先明确管网性能校验目标，继而分 析了功率键台圈方法和计算流体动力学( c f d ) 方法的饶势与各自特点，基于c f d 方 法能够从流动机理上对呈素流状态的局部熟型流道的阻力特性进行准确数值描述这一 特点，提潦戳功率键合蚕方法为基础，结合c f d 方法进行液压集藏块管瓣的建模及彷 真研究的实旌策略。采用模块化自动建模技术，通过自动分析管网结构，建立并求解管 网数学模型，麸搿获得管爨戆动态性能哟应麴线及相关指标。研究实践表明，该方法可 较准确地获取管网流场的动态性能指标，并对其褶关进行分析，通过探讨管网中典型缡 渡篷集袋块智麓校验系统理论与关键技术研究 梅酶改进对警霹系统特整豹影穗，最终实现将集残块结构设计与藐道嗍终滚场性麓蕊真 融合为一体的完熬设计过程。 深入了解液避集裁块在芏程实际孛的设计经验鞠准爨l l ，提出应用蕊拟装配技术进行 集成块几何结构校验这一技术路线。采焉面向对象的特征模型建立方法力虚拟装配傣真 提供具有完备信息的模型支持。在采用拆卸法拟定装配顺序的基础上，提出了种面向 虚摇装配的交互式产燕装配顺序蕊划方法；并在对装配路径觏磁方法进行深入分析的基 础上，采用空间规划与a 唪搜索算法相结合的方式，形成了液压集成块虚拟装配路径规 翎策略。在建拟环境孛应耀基于空闻约束关系匏坐标驱饕技术进行装配过程动态蕊真， 并在装配过程中实施碰撞干涉检验等工作。上述理论及方法的应用，实现了集成块设计 结果的几何结构准确校验，并能够褥到符合工程实际的装配工艺规划结果。 分析液压集成块设毒 和校验滚程率魏信息流离，设计含理的信惑结构，建立了设毒卡 的全生命周期内信息流模型。根据液压集成块设计、生产过程中对设计信息的需求，以 元律数据、项鋈数据两类数据售患和三维工程匿、二维工程图瑟类工程图摆结合酶形式， 对设计结果信息予以完整的表达，并进行科学的协调与管理。文中对几种工程图的实现 方法进行了相应介绍。上述研究内容及成采熊够全方位逢震示液压集成块设计结果，圈 时也为液压集成块自动优化设计和智能校验提供了数据支撑。 在上述设计思路和方法的支持下，基予三维参数化造型软件m d t 平台，以v i s u a l c + 程痔设计语畜作力编译工具，以o b j e c t a r x 失m d t 静二次开发工兵，开发出智能 校验软件原型系统，成功实现了液压集成块设计结果的自动广义校验。该软件系统主要 包括：虚拟装配予系统、管蹲滢麓校验子系统鞋及设计结票信息输爨子系统三部分。最 后针对设计结果实例进行了校验，全面展示了系统的总体工作流程与舆体功能实现，亦 充分验迸了该系统的实舅牲及本文方法熬霹行性和有效性。 荚键词：液压集成块；校验；动态特性；虚拟装配；信惠表达 大连理工大学博士学位论文 r e s e a r c ho nt h et h e o r ya n dk e yt e c h n o l o g i e so f h y d r a u l i cm a n i f o l db l o c k si n t e l l i g e n tv e r i f i c a t i o ns y s t e m a b s tr a c t h y d r a u l i cm a n i f o l db l o c k ( i - i m b ) i sw i d e l ya p p l i e di nh y d r a u l i cs y s t e m s i to f f e r sm a n y a d v a n t a g e si n c l u d i n gc o m p a c ts t r u c t u r e ，c o n v e n i e n ti n s t a l l a t i o na n dm a i n t e n a n c e ，l e s sl e a k a g e a n ds m a l lv i b r a t i o n ri sa l s os u i t a b l ef o rb u i l d i n gt y p i c a li n t e g r a t e da n ds t a n d a r d i z e d h y d r a u l i cs y s t e m s t h ek e yp r o b l e mo fh m bd e s i g ni sh o w t oo b t a i na no p t i m a li n t e g r a t i o n o u t e rs p a t i a ll a y o u ta n di n n e rc o n n e c t i o ns c h e m e h o w e v e r , d u et ot h ec o m p l e x i t yo fh m b ， m o s tw o r k sa r ed e v o t e dt ot h eg l o b a ls e a r c h i n go fo p t i m a ll a y o u ta n dc o n n e c t i o ns c h e m e s w o r k so nt h ee n g i n e e r i n gv e r i f i c a t i o no fd e s i g nr e s u l t sa 托s t i l la tt h ep r e l i m i n a r ys t a g ea n d h a v el i m i t s 。i na d d i t i o n ，t h o r o u g hr e s e a r c ho nt h e o r ya n dk e yt e c h n o l o g i e si nt h i sf i e l d 戳 n e e d e d v e r i f i c a t i o ni sn e c e s s a r yt os y s t e m a t i c a l l yc h e c ko u tt h ed e s i g nr e s u l t s p r t i c a l f u n c t i o n ，p e r f o r m a n c ea n dq u a l i t yi no r d e rt h a tt h e yc 锄m e e tn o to n l yt h en e e d so fm a c h i n i n g a n dm a n u f a c t u r i n g ，b u ta l s ot h ea g t u a ld e m a n d so fv a l v e sl a y o u ta n dd y n a m i cc h a r a c t e r i s t i ci n p i p e l i n en e t w o r k s t h ep a p e ri ss u p p o r t e db yt h en a t i o n a ln a t u r a ls c i e n c ef o u n d a t i o no f c h i n a c o m b i n i n gw i t ht h ep r a c t i c a le n g i n e e r i n ga n dt a k i n gt h ec o m p l e t ev e r i f i c a t i o no f h m b d e s i g nr e s u l t sa st h eg o a l ，f u r t h e rr e s e a r c ho nt h et h e o r ya n dk e yt e c h n o l o g yo fh m b v e r i f i c a t i o nh a sb e e nm a d e ah m b i n t e l l i g e n tv e r i f i c a t i o ns y s t e m ( h i v s ) i sd e v e l o p e d t h e s y s t e mc a nv e r i f ya n de v a l u a t et h ed e s i g nr e s u l t s i ta l s or e a l i z e st h ei n t e g r a t e dp r o c e s sf r o m d e s i g nt oa p p l i c a t i o n t h ec o m p l e x i t yo fl i m bd e s i g na n dv a r i o u sr e q u i r e m e n t so fi n t e g r a t e dh y d r a u l i cs y s t e m i na c t u a lp r o d u c t i o na l es u m m a r i z e d i ti sp o i n t e do u tt h a tt h ev e r i f i c a t i o no fg e o m e t r i c s t r u c t u r ea n dp e r f o r m a n c ec o n s t r a i n t so fh m b d e s i g nr e s u l t si so n eo ft h ek e yl i n k sd u r i n g t h ed e s i g np r o c e s sa n dn e e d st ob ew e l ls o l v e d t h ec o n c e p to fg e n e r a l i z e dv e r i f i c a t i o ni s i n t r o d u c e dt os o l v et h em u l t i - s e m a n t i c so fc o n s t r a i n tc o n d i t i o n si nt h eo p t i m u md e s i g n p r o c e s sa n dt h e l i m i t a t i o n so fm a t h e m a t i c a la b s t r a c to nt h ep r o d u c td e s i g nk n o w l e d g e g e n e r a l i z e dv e r i f i c a t i o ni n v o l v e sa l lt h ec o n s t r a i n t sd u r i n gt h ew h o l el i f ec i r c l eo fp r o d u c t d e s i g n b a s e du p o ni t ，r e l a t e dt h e o r i e sa n dk e yt e c h n o l o g i e sa r er e s e a r c h e dd e e p l ya n dh i v s i st ob ed e v e l o p e d a c c o r d i n gt ot h ef u n c t i o nr e q u i r e m e n t so fh w s ，g e n e r a lp l a n n i n gi sc a r r i e do u tb a s e d o nf u n c t i o n a ld r i v e ns y s t e mp l a n n i n gp r i n c i p l e t h ea r c h i t e c t u r ea n dw o r kf l o wo ft h es y s t e m a r ed e t e r m i n e d 。i tc l e a r l yp u t sf o r w a r dt h a tt h es y s t e ms h o u l dp o s s e s st h ef u n c t i o n so fv i r t u a l r e a l i t yd e s i g n , p e r f o r m a n c ev e r i f i c a t i o no fp i p e l i n en e t w o r k s , v i l t u a la s s e m b l yd e s i g na n d 液压集成块智能校验系统理论与关键技术研究 r e s u l t so u t p u ta n dm a n a g e m e n t a i lp a r t sa r el i n k e da n dh a r m o n i z e db yu s i n gr e a s o n a b l ea n d s c i e n t i f i cm e t h o d s o nt h i sb a s i s ，t h es u b s y s t e m sf u n c t i o n sa r ed e s i g n e di nd e t m l 。t h e p r i n c i p a lq u e s t i o n sa n dk e yt e c h n i q u e sa r ed i s c u s s e d ，s ot h a taf o u n d a t i o nh a sb e e ns e tu pf o r t h er e a l i z a t i o no ft h es y s t e m 。 硼锵f o l l o w i n gw o r k s a i ma td e s c r i b i n gt h ed y n a m i cc h a r a c t e r i s t i co fi n n e rp i p e l i n e n e t w o r k sa c c u r a t e l y a f t e re x p a t i a t i n go nt h ev e r i f i c a t i o n t a r g e t ，t h ea d v a n t a g ea n d c h a r a c t e r i s t i c so fp o w e rb o n dg r a p h ? b 秭m e t h o da n dc o m p u t a t i o n a lf l 畦dd y n a m i c m e t h o d ( c f d ) a r ed i s c u s s e d c f dm e t h o dc a l lg i v ea c c u r a t en u m e r i c a ld e p i c t i o no ft h el o c a l t y p i c a ls t r u c t u r e si nw h i c ht h ef l o w sa r ea l w a y si nt u r b u l e n ts t a t ef r o mt h ef l o wm e c h a n i s m 。 t h i sp a p e rp r o p o s e st h ei m p l e m e n t a t i o ns t r a t e g yo fc o m b i n i n gp b gm e t h o dw i t hc f d m e t h o dt os t u d yt h em o d e l i n ga n ds i m u l a t i o no fh m bp i p e l i n en e t w o r k s a na u t o m a t i c m o d u l a rm o d e l i n gt e c h n o l o g yi su s e dt oa u t o m a t i c a l l ya n a l y z et h es t r u c t u r eo fp i p e l i n e n e t w o r k s ，e s t a b l i s ha n ds o l v et h em a t h e m a t i c a lm o d e l a c c o r d i n g l y ，t h ed y n a m i cr e s p o n s e c u r v e sa n dr e l a t e dp e r f o r m a n c ei n d e xc a nb ea t t a i n e d t h er e s e a r c hp r o v e st h a tt h i sc o u p l i n g m e t h o dc a l lo b t a i na n da n a l y z et h ed y n a m i cp e r f o r m a n c eo fp i p e l i n en e t w o r k sw i t hf a i r l y a c c u r a c y t h ep a p e ra l s oe x p l o r e st h ei n f l u e n c eo ft y p i c a ls t r u c t u r ei m p r o v e m e n t so nt h e p i p e l i n en e t w o r k , d y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c i nt h i sw a y , t h ec o m p l e t ed e s i g np r o c e s si s a c c o m p l i s h e db yb l e n d i n gt o g e t h e rt h eh m b s t r u c t u r ed e s i g na n dt h ef l o w 蠡e l dp e r f o r m a n c e s i m u l a t i o no fp i p e l i n en e t w o r k s o nt h eb a s i so fd e e ps t u d y0 1 1t h ee n g i n e e r i n gd e s i g ne x p e r i e n c ea n dc r i t e r i ao fh m b ，a t e c h n i c a lr o u t eu s i n gv i r t u a la s s e m b l yt of u l f i l ls t r u c t u r ev e r i f i c a t i o ni se s t a b l i s h e d a n o b j e c t - o r i e n t e d f e a t u r eb a s e d m o d e l i n gm e t h o di s u s e dt o p r o v i d ec o m p l e t em o d e l i n f o r m a t i o nf o rv i r t u a la s s e m b l ys i m u l a t i o n 。m o v e o v e r , a ni n t e r a c t i v ea s s e m b l ys e q u e n c e p l a n n i n gm e t h o di sp r e s e n t e db a s e do nd i s a s s e m b l ym e t h o d t h r o u g ht h ea n a l y s i so f a s s e m b l yp a t hp l a n n i n gm e t h o d s ，s p a t i a lp l a n n i n gi n t e g r a t e dw i t ha 枣s e a r c ha l g o r i t h mi su s e d o nh m b t h es i m u l a t i o no fh m ba s s e m b l yi sr e a l i z e db yu s i n gt h et e c h n o l o g yo fa x i s d r i v i n gu n d e rs p a t i a lc o n s t r a i n ti nv i r t u a le n v i r o n m e n t a tt h es a m et i m e ，s o m ea n a l y s i sw o r k s s u c ha sc o l l i s i o na n di n t e r f e r e n c ec h e c k i n ga r ec a r r i 醯d u r i n gt h ec o u r s eo fa s s e m b l y u s i n g t h et h e o r ya n dm e t h o dm e n t i o n e da b o v e ，t h eg e o m e t r i cs t r u c t u r e sv e r i f i c a t i o no fl i m bd e s i g n r e s u l t sc a nb ec a r r i e do u ta c c u r a t e l y a l s o ，a s s e m b l yp r o c e s sp l a n n i n gr e s u l t sw h i c hc a nm e e t e n g i n e e r i n gr e q u i r e m e n t sc a nb ea t t a i n e d 。 b a s e do na n a l y s i so ft h ei n f o r m a t i o nf l o wi nh m b d e s i g na n dv e r i f i c a t i o n , ar a t i o n a l i n f o r m a t i o ns t r u c t u r ei sd e v i s e d 。a ni n f o r m a t i o nf l o wm o d e lo fw h o l el i r ec i r c l ei sa l s o e s t a b l i s h e d t os a t i s f yt h ed e m a n d so fd e s i g ni n f o r m a t i o ni nt h ep r o c e s so fh m b d e s i g na n d p r o d u c t i o n , t h er e s u l t ss h o u l db ee x p r e s s e dc o m p l e t e l y t l l i sp a p e rd i s p l a y st h eo p t i m i z a t i o n d e s i g nr e s u l t sb yc o m b i n i n gt h ed a t ai n f o r m a t i o nw i t he n g i n e e r i n gd r a w i n g s 锄跫d a t a 一薹y 一 大连理工大学博士学位论文 i n f o r m a t i o ni n c l u d e sc o m p o n e n t sd a t aa n d p r o j e c td a t a 弧ee n g i n e e r i n gd r a w i n g si n c l u d e3 d e n g i n e e r i n gd r a w i n g sa n d2 de n g i n e e r i n gd r a w i n g s a i lt h ei n f o r m a t i o ni sc o o r d i n a t e da n d o r g a n i z e ds c i e n t i f i c a l l y i nt h ep a p e r , t h ee n g i n e e r i n gd | a w i n g si m p l e m e n t a t i o nm e t h o di s i n t r o d u c e db r i e f l y a b o v er e s e a r c hc a ns h o wt h eh m b d e s i g nr e s u l t so m n i d i r e c t i o n a l l ya n d o f f e rd a t as u p p o r tf o rt h ea u t o m a t i ch m b o p t i m i z i n gd e s i g na sw e l la si n t e l l i g e n tv e r i f i c a t i o n b a s e do nt h ed e s i g ni d e aa n dm e t h o d sm e n t i o n e da b o v e ，ap r o t o t y p es o f t w a r eh w si s d e v e l o p e du s i n gm d t a sap l a t f o r m ，v i s u a lc + + 6 0a sc o m p i l et o o la n do b j e c t a r xa sa d e v e l o p m e n tt 0 0 1 硼忙s y s t e mc a l lv e r i f yt h eh m bd e s i g nr e s u l t sa u t o m a t i c a l l ya n d s u c c e s s f u l l y 。i t i n c l u d e sv i r t u a l a s s e m b l ys u b s y s t e m ，p i p e l i n en e t w o r k sp e r f o r m a n c e v e r i f i c a t i o ns u b s y s t e ma n dd e s i g nr e s u l t si n f o r m a t i o no u t p u ts u b s y s t e m i nt h ee n d , at y p i c a l i n t e g r a t e dh m bd e s i g nr e s u l ti sv e r i f i e db yt h es y s t e mt os h o wt h ew h o l ew o r kf l o wa n d d e t a i l e df u n c t i o n s 弧es a t i s f y i n gr e s u l t sh a v et e s t i f i e dt h ep r a c t i c a b i l i t ya n dv a l i d i t yo ft h i s s y s t e m k e yw o r d s ：h y d r a u l i cm a n i f o l db l o c k ；v e r i f i c a t i o n ；d y n a m i cc h a r a c t e r i s t i c ； v i r t u a la s s e m b l y ；i n f o r m a t i o ne x p r e s s i o n v 一 大连理工大学学位论文独创性声明 作者郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下进行研究 工作所取得的成果。尽我所知，除文中已经注明引用内容和致谢的地方外， 本论文不包含其他个人或集体已经发表的研究成果，也不包含其他已申请 学位或其他用途使用过的成果。与我一同工作的同志对本研究所做的贡献 均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。 若有不实之处，本人愿意承担相关法律责任。 作者签名： 液压集成块智能校验系统理论与关键技术研究 大连理工大学学位论文版权使用授权书 本人完全了解学校有关学位论文知识产权的规定，在校攻读学位期间 论文工作的知识产权属于大连理工大学，允许论文被查阅和借阅。学校有 权保留论文并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，可以将 本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、 缩印、或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。 作者签名： 导师签名： 日期：丝盟年三月兰l 日 日期：丝堡年三月盟日 人连理大学博f 岸位论文 1 绪论 1 1 工程背景 随着科学技术的飞速发展，液压技术在应刚了电子技术、计算机技术、自动控制技 术以及摩擦磨损机理等新工艺、新发现、新材料等后取得了新的发展，使液压系统和元 件在整体水平上有了很人提高，成为工业机械、工程建设机械及国防尖端产品中不可缺 少的重要技术手段。同时，伴随着液压系统设计与制造复杂性的不断提高，直接带动了 了液压产品丌发设计方法和于段的重大变革。为减少管路联接和接头，降低系统的复杂 性，增加现场添加机能和更改凹路的柔性，目前普遍采用液压阀集成配置( 见图1 1 ) 。 集成式液压系统具有结构紧凑、安装维护方便、泄漏少、振动小、利于实现典型液压系 统的集成化和标准化等优点，因此麻用日益广泛i 3 】。 图11 液压集成块幽12 集成块孔道刚络 h y d r a u l i cm a n i f o l db l o c k s ( h m b )f i gl2n e t w o r k so f l i m b 液压集成块作为集成式液雎系统中主要而戈键的零件，是集成式液压系统的中枢。 其在集成式液压系统中的功能，是将集成式液压系统中的控制阀用内部孔道组合起来， 并通过管接头、管路等，连接动力儿什、执行元件以及油箱、蓄能器等附件。液压集成 块与控制元件、动n 庀件、执行元件及油箱、蓄能器等辅助元件构成了一个完整的液压 系统，寅现系统的控制要求与功能。由r 液压系统组成的非杯准 _ = 和各个元什之n j 柏瓦 连通关系的多朴性，形成集成块外部是各种被压元件在各向上的紧凑布局，内部则是十 分密集、复杂的7 l 道构成孔系网络( 见图1 2 ) ，冈此设甜起来费时费力嗣容易出错i ”。 在集成块安装巾局- p ，各种元什成尽”r 能紧凑、匀称地分m 枉阀块体并而，既要方便安 装、啕试，又受符合荧学要求；同时，还必须满足扎道局部液阻处足够的通流截面、非 连通孔道问安全壁厚、以及良好的系统动态性能t 铺质等疗而的要求。 液压集成块智能校验系统理论与关键技术研究 由于液压集成块外部液压元件布局与内部孔道连通的复杂性，若采用人工方式进行 设计布局、孔道连通及校核将异常困难，因此目前集成式液压系统的液压集成块设计研 究工作大多集中在液压集成块布局布孔优化设计算法、内部油孔连通关系验证、最小壁 厚校核等方面【5 】。然而，在加工制造过程中，元件布局中仍存在一定的实际问题，例如 外部元件的装配操作方便性，以及生产中对集成块外部美观的需求等；而内部孔道设计 也需要对管网流场的动态性能指标进行准确分析。只有通过以上校验，才能真正设计出 具备更高性能品质的液压集成块和集成式液压系统。 集成式液压系统的设计、生产和制造都属于单件小批量定制生产模式。采用有效校 验手段，提高液压集成块布局布孔优化设计的质量和效率，使之满足在工程实践中的应 用i 具有非常重要的现实意义和经济意义。 1 2 液压集成块设计问题研究综述 1 2 1 国外研究现状 国际上从2 0 世纪7 0 年代初就开始研究和抹糸个u 川丌异秽l 地1 j 液压系统和元件的辅 助设计工作，8 0 年代和9 0 年代间涌现出大批研究成果，迄今开发出的各类液压c a d 软件已有数十种。在液压集成块类零件设计方面的研发工作主要有： 1 9 8 2 年，德国亚琛工业大学( t e c h n i c a lu n i vo f a a c h e n ，g e r ) 在b a c k e 教授的领 导下，研制出在a t m c l a s s i cm o d e l7 8 7 0 计算机上用于设计液压控制阀块的程序包 h y k o n | 6 , 7 】。该程序包由一组液压元件数据集和用于设计和布局的程序集组成，通过对 话交互布置液压元件，具有自动设计孔道、校核孔道、输出符合d i n 标准的阀块视图和 任意剖视图等功能。 1 9 8 3 年，英国巴斯大学( u n i vo fb a t h ，e n g ) 借鉴印刷电路板和集成电路的设计 思想在p d p i1 2 3 计算机上研制了v o l e 程序1 8 】，可绘制液压阀块等元件的立体模型图， 包括复合剖面图和孔道实体图等，设计人员可以用来校核所设计的阀块油路连通情况。 1 9 8 5 年，英国m a t r ad a t a v i s i o n ( u k ) l t d 公司的c o o p e r 研究了c a e 技术在液 压集成块的设计和制造上的应用1 9 j 。 1 9 8 7 年，芬兰坦佩雷理工大学( t a m p e r eu n i vo f t e c h n o l o g y ，f i n ) 在h p l 0 0 0 a 7 0 0 小型机上借助于a g p 三维图形软件开发出用于插装阀块设计的k y b l o 软件包【m 屹j ， 可做到孔道设计与干涉校验同步进行，可以修改孔径、移动孔位，还具有孔表信息输出、 刀具选择和刀具轨迹定义及n c 代码生成等功能。 19 8 9 年，德国h a m b u r g h a r b u r g 理工大学提出了基于p r o r e n 支撑软件和a i c s 造型器的三维阀块设计思想1 1 3 】。 2 大连理工大学博十学位论文 1 9 9 0 年，以色列理工学院( i s r a e li n s t o f t e c h n o l o g y ) 研制的c a d s s4 x 专用软件 提供实体、线框、表面三种模型来表达集成块和孔道，根据人工设计的孔道坐标表快 捷地生成集成块各向视图，帮助使用者设计出满意的原型，可以节省8 0 的设计时间。 1 9 9 1 年，法国g r e n o b l e 机械学院的c h a m b o n 和t o l l e n a e r e l l 5 _ 7 j 将a i 思想和c a d 技术相结合来解决集成块的元件布局和孔道设计问题，指出液压集成块设计问题既是空 间部署问题，以满足液压元件安装需要，又是一个路线设计问题，以设计最佳的孔道。 所开发的一套基于产生式规则的液压集成块智能设计系统，使一项专家两个小时才能完 成的设计，在a p p l em a c i n t o s h 玎计算机上应用该系统只需1 0 分钟。 2 0 0 1 年，新加坡南洋理工大学( n a n y a n gt e c h n o l o g i c a lu n i v ) 的s c f o k o s l 等采用 特征技术进行液压系统的虚拟原型设计，将液压元件的信息分为行为信息、结构信息和 产品信息，并将其附属于液压元件的虚拟原型，使设计者可以便捷、直观地进行液压系 统和集成块设计。 2 0 0 1 年，德国汉堡技术大学设计技术第一研究室的d f g 研究计划开发了液压集成 块专用c a d 设计系统【1 9 1 。通过设计知识和计算程序的应用，该系统有效地支持使用者 进行液压集成块设计，其决定性的技术是面向对象的建模核心的应用。该系统对液压元 件进行面向对象的产品建模，拥有产品模型的建立与管理、液压油路图的输入、元件布 置定位、孔系生成等操作，能进行集成块设计的相关计算，包括压力损失计算、孔道干 涉智能校验、最小壁厚计算等。 与此同时，一些国际知名的大型液压公司如美国e a t o nc o r p 、p a r k e r h a n n i f i nc o r p 、 v e s ti n c 、m o o gl t d 、加拿大a p o l l om a c h i n e r yl t d 、意大利a t o s 公司、德国b o s c hr e x r o t h c o r p 等，也广泛开展了液压集成块c a d c a m 技术的研究与应用。其中在专用设计软 件开发方面比较突出的有： v e s t 公司开发了液压集成块设计从原理图一集成块一装配体的一整套解决方案1 2 0 j ： s d t o o l s ( s c h e m m i cd e s i g nt o o l s ) 和h y d r a w ( h y d r a u l i cc i r c u i td e s i g n ) 软件应用“快 捷目录技术可方便准确地绘制液压原理图；a d t o o l s ( a s s e m b l yd e s i g nt o o l s ) 是一 个2 d 装配绘图软件；在a u t o c a d 上开发的m d t o o l s ( m a n i f o l dd e s i g nt o o l s ) 软件基 于嵌入式规则进行孔道连通和校核；a a t o o l s ( a u t o m a t e da s s e m b l yt o o l s ) 软件根据原 理图和集成块设计信息动态生成3 d 装配图以及2 d 正交视图。 e a t o n 公司开发的v i c k e r sl i b r a r yo fs i c v ( s c r e wi nc a r t r i d g ev a l v e s ) 软件1 2h 是一 个包含一千多种元件的符号库，帮助专业工程师在a u t o c a d 上进行进行泵、马达、阀 和集成块的方案设计及零部件工程图设计，并把设计数据与加工指令n c 代码相连接， 具有c a d c a m 一体化的特征。 液压集成块智能校验系统理论与关键技术研究 1 2 2 国内研究现状 国内液压c a d 技术研发工作起步较晚，但自二十世纪八十年代中期以来紧密跟踪 国外先进技术，针对液压集成块的布局设计、孔道连通与校验、系统优化设计等方面进 行了卓有成效的工作，取得了一些具有我国特色的研究成果： 上海交通大学钟廷修教授等学者自1 9 8 6 年开始研究插装阀c a d 软件1 2 2 j ，编写了校 核插装阀孔道的程序；9 0 年代相继在工作站和p c 机上开发出面向插装阀的c v c a d 软件【2 引，具有三维c a d 的设计环境，能自动完成二通插装阀集成系统液压原理图及其 对应的集成装置装配图、零件图的绘制工作，并实现了c a d 和c a p p 间的非几何加工 信息连接；于1 9 9 7 年在a u t o c a d 上二次开发出面向集成块的h m b c a d 软件并不断完 掣2 牝7 1 ，具有阀块及孔道数据输入与编辑、孔道校验、三维造型、自动绘制装配图、零 件图、孔系表输出等多项功能。 华中科技大学应用专家系统和逻辑设计方法于1 9 8 7 年开发了h y s s d 液压原理图逻 辑设计软件包【2 引；近年来根据模块化设计和再设计工程的思想进行了液压集成块 c a d c a m 集成系统h c a d 的开发，针对液压集成块内部孔系的连通设计及其通断性校 验、液压集成块孔群加