橡膠擠出機智能CAD的技術和方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)CAD設計正趨向成熟并進一步向集成化、智能化、網絡化的現(xiàn)代CAD方向發(fā)展。CAD技術的應用普遍呈現(xiàn)出以開發(fā)專用軟件來尋求更易用、更經濟和更高效的重要特點。對于橡膠擠出機設備的設計這一專業(yè)領域，目前還處于設計元素選定理論依據(jù)少、依賴專家經驗性強、單獨的個性化個案設計多、設計周期長和煩瑣的常規(guī)設計。本文所開發(fā)橡膠擠出機設計專用的智能CAD系統(tǒng)(IDRECADIntelligentDesignOfRubberExtruderCAD)不同于

2、常規(guī)的CAD之處是基于信息共享和智能化處理兩個方面，對于進一步提高橡膠擠出機產品設計的效率和質量，降低設計成本，積累橡膠擠出機設計智力財富和設計資源共享具有重要的意義。 目前，國內外關于橡膠擠出機智能設計的研究工作還開展得很少，有部分學者針對系統(tǒng)中的部分內容進行過相關的研究。本文研究的內容為橡膠擠出機內核系統(tǒng)級的智能設計CAX系統(tǒng)?；凇笆篱g萬物的變化總存在一個各方面利益都獲得均衡考慮的最佳方案”的概念。要獲得最佳方案不但可以由

3、我們人類根據(jù)大腦中的知識和經驗選擇，同樣，也可以讓計算機通過不斷學習知識來自動調整和提高判斷力，同樣能尋找出最佳方案，從而實現(xiàn)智能化，這是本文的出發(fā)點。具體研究的主要內容如下： ●拓展了智能化應用 本文通過對智能技術中智能神經網絡BP算法的改進，將其應用拓寬到橡膠擠出機設計的兩個方面：其一為CAD設計過程的智能化(即在CAD中輸入一定條件，獲得參數(shù)化的設計方案和繪圖的結果)；其二為所設計的生產機械設備也具有智能化功能(能

4、根據(jù)實際生產的環(huán)境和條件提供最佳工藝和生產自動控制方式)。 ●建立橡膠擠出機全程的統(tǒng)一模型 通過詳細分析橡膠擠出機從設計、模擬仿真、修改、制造到工廠生產的完整過程，建立一個具有智能型的虛擬橡膠擠出機對象。其中對于在橡膠擠出機CAD中尚屬首次應用到的技術有：現(xiàn)代新型網絡協(xié)同CAD設計方法；將原來在軟件分析和開發(fā)中的面向對象思想和UML工具移植和應用到機械設備的分析和設計過程中；根據(jù)特征建模的設計方法設計出面向對象以XML格

5、式存貯智能型知識庫，改進了以往依據(jù)機械實物來構建對象的方法，使統(tǒng)一模型中虛擬擠出機中除了機械圖形信息外還增加了橡膠制品的加工生產特性這一設計元素，該元素并具有智能化的功能。 ●先進的設計環(huán)境與框架 本文設計了具有明確功能的三層軟件系統(tǒng)結構，通過分層方案解決目前CAD軟件開發(fā)模式中信息分散、功能混亂的問題。采用分層的思想明確劃分了中間支撐層內核只為其它應用級CAD軟件提供數(shù)據(jù)服務，并采用XML作為信息交流的標準，實現(xiàn)信息共

6、享、便于擴展。設計完成了網絡環(huán)境下智能CAX系統(tǒng)中各項子活動采用的基于智能組件軟件技術框架。本文列舉了橡膠擠出機設計實例以證明本文所提出的解決方案的可行性。 ●結論 本文所提供的解決方案正隨著CAD的進一步研究應用而不斷地顯示重要意義。具體地說，例如：應用先進的Web技術，把企業(yè)內部各部門中的異構CAD、CAM、CAE和CAPP系統(tǒng)進行集成。實現(xiàn)了在產品投產之前，可在異地計算機上進行各種工況下的靜、動態(tài)特性分析設計、結構

7、優(yōu)化設計，使產品結構性能達到最佳。另外，進一步還可開展數(shù)據(jù)挖掘工作，即從大量生產過程數(shù)據(jù)中挖掘出有價值和隱含的知識，這在橡膠擠出過程理論分析的數(shù)學建模、智能控制、優(yōu)化生產、故障診斷等方面有著重要研究和應用價值。 總之，對于為橡膠擠出機CAD設計，以人工智能為關鍵技術、實現(xiàn)了IDRECAD系統(tǒng)分層的總體架構、運用最新UML工具詳細分析系統(tǒng)功、基于組件構成了核心軟件，最終使用IDRECAD系統(tǒng)進行設計得到實驗驗證。說明達到了智能虛擬