基于知識(shí)的注塑模具設(shè)計(jì)若干技術(shù)研究.pdf

1、本文以寧波市科技局工業(yè)科研攻關(guān)項(xiàng)目一"基于知識(shí)工程的塑料模具快速設(shè)計(jì)系統(tǒng)"為背景,以注塑模具為主要研究對(duì)象,將知識(shí)工程思想、數(shù)據(jù)庫技術(shù)、推理技術(shù)應(yīng)用于工程設(shè)計(jì),目的在于建立基于統(tǒng)一的產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理環(huán)境下的注塑模具輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng),使得企業(yè)設(shè)計(jì)知識(shí)得到最大限度重用.本文研究工作主要有以下幾方面: 1.針對(duì)塑料材料多樣性和材料選取的困難性,深入研究了材料數(shù)據(jù)分類方法以及材料性能與塑件制品的關(guān)系,建立了綜合性能數(shù)據(jù)庫,包括塑料性能、塑料熔體

2、流動(dòng)行為、塑料配置與著色等子數(shù)據(jù)庫.根據(jù)材料性能對(duì)塑件結(jié)構(gòu)的影響,建立了"材料性能一塑件結(jié)構(gòu)要素"映射機(jī)制,自動(dòng)求解塑料性能對(duì)塑件結(jié)構(gòu)要素的影響,以及塑件結(jié)構(gòu)要素(功能)所要求的材料性能.研究開發(fā)了對(duì)材料性能數(shù)據(jù)庫的全局查詢導(dǎo)航器,通過關(guān)聯(lián)查詢得到與該材料相關(guān)的所有信息,并輸出為各種格式的數(shù)據(jù)以備共享. 2.塑料制品設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)對(duì)塑件順利成型、防止產(chǎn)生缺陷從而降低成本和提高設(shè)計(jì)效率有重要影響.考慮塑料制品的加工工藝性,針對(duì)塑件的側(cè)面

3、凹凸、脫模斜度、塑件壁厚、加強(qiáng)筋、孔設(shè)計(jì)等十余個(gè)方面,提供設(shè)計(jì)方案的支持和檢查,以幫助塑件設(shè)計(jì)者快速設(shè)計(jì)出結(jié)構(gòu)合理的產(chǎn)品. 3.根據(jù)注塑模具設(shè)計(jì)具有強(qiáng)經(jīng)驗(yàn)弱理論的特點(diǎn),深入研究了注塑模具基于范例推理的設(shè)計(jì)方法.在最近鄰法基礎(chǔ)上提出模具范例的相似度算法,并充分考慮不同歷史時(shí)段技術(shù)發(fā)展水平導(dǎo)致的模具設(shè)計(jì)和加工手段的進(jìn)步,減小由于龐大的范例庫造成的匹配時(shí)間復(fù)雜度,提出采用過濾機(jī)制:首先限定一定的搜索范圍,只對(duì)此范圍內(nèi)的范例進(jìn)行相似度計(jì)

4、算匹配,從而最大限度的提高系統(tǒng)計(jì)算、匹配效率;給出特征權(quán)重調(diào)整的簡(jiǎn)潔方法,以對(duì)傳統(tǒng)最近鄰法產(chǎn)生的不精確性進(jìn)行修正.針對(duì)檢索到的模具范例,從零部件信息和裝配結(jié)構(gòu)兩個(gè)方面進(jìn)行調(diào)整,提出了基于標(biāo)準(zhǔn)件庫的離線式零部件編輯和以"配合關(guān)系寄存器"為中間件的結(jié)構(gòu)調(diào)整方式.提出了一種設(shè)計(jì)時(shí)范例數(shù)據(jù)獲取與重用的設(shè)計(jì)過程刻錄的在線式范例應(yīng)用的新方法,為基于范例的自動(dòng)模具設(shè)計(jì)開辟新途徑. 4.研究了注塑模具設(shè)計(jì)中快速建模技術(shù).利用參數(shù)化建模技術(shù),研究

5、了模型參數(shù)驅(qū)動(dòng)的零部件設(shè)計(jì)方法,提出以"單遺傳結(jié)構(gòu)"的形式描述零件參數(shù),以多級(jí)別數(shù)據(jù)存儲(chǔ)結(jié)構(gòu)為零件參數(shù)的存儲(chǔ)方式,使得平面二維表格(或者復(fù)雜的樹狀表格)簡(jiǎn)化為線性數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),每條記錄成為僅包含參數(shù)控制關(guān)系的單個(gè)參數(shù)的數(shù)據(jù),從而建立可動(dòng)態(tài)擴(kuò)充的系列化、標(biāo)準(zhǔn)化的零部件設(shè)計(jì)系統(tǒng).提出基于統(tǒng)一裝配模型的模架設(shè)計(jì)技術(shù)及特征識(shí)別技術(shù),利用冗余控制參數(shù)實(shí)現(xiàn)模架變型設(shè)計(jì)的模架裝配系統(tǒng).利用這些方法和技術(shù),提高了模具設(shè)計(jì)建模自動(dòng)化能力和總體設(shè)計(jì)水平,并為企

6、業(yè)實(shí)現(xiàn)統(tǒng)一的信息管理打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ). 5.建立了基于統(tǒng)一信息管理平臺(tái)PDM的企業(yè)集成設(shè)計(jì)管理環(huán)境.以注塑模具設(shè)計(jì)為例,討論了塑料材料性能數(shù)據(jù)庫集成、塑件結(jié)構(gòu)工藝性數(shù)據(jù)集成、基于CBR的模具設(shè)計(jì)推理方法集成、模型參數(shù)驅(qū)動(dòng)的零部件設(shè)計(jì)集成以及基于統(tǒng)一裝配模型的模架設(shè)計(jì)集成.分析了企業(yè)應(yīng)用軟件工具集成和封裝的方法,討論了基于XMI.的企業(yè)數(shù)據(jù)傳輸與共享,PDM與 ERP的集成.對(duì)于企業(yè)數(shù)據(jù)安全,提出了基于對(duì)象/基于規(guī)則/基于任務(wù)流程/基