橡膠擠出機(jī)智能CAD的技術(shù)和方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)CAD設(shè)計(jì)正趨向成熟并進(jìn)一步向集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代CAD方向發(fā)展。CAD技術(shù)的應(yīng)用普遍呈現(xiàn)出以開發(fā)專用軟件來尋求更易用、更經(jīng)濟(jì)和更高效的重要特點(diǎn)。對(duì)于橡膠擠出機(jī)設(shè)備的設(shè)計(jì)這一專業(yè)領(lǐng)域，目前還處于設(shè)計(jì)元素選定理論依據(jù)少、依賴專家經(jīng)驗(yàn)性強(qiáng)、單獨(dú)的個(gè)性化個(gè)案設(shè)計(jì)多、設(shè)計(jì)周期長(zhǎng)和煩瑣的常規(guī)設(shè)計(jì)。本文所開發(fā)橡膠擠出機(jī)設(shè)計(jì)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(gè)方面，對(duì)于進(jìn)一步提高橡膠擠出機(jī)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的效率和質(zhì)量，降低設(shè)計(jì)成本，積累橡膠擠出機(jī)設(shè)計(jì)智力財(cái)富和設(shè)計(jì)資源共享具有重要的意義。 目前，國(guó)內(nèi)外關(guān)于橡膠擠出機(jī)智能設(shè)計(jì)的研究工作還開展得很少，有部分學(xué)者針對(duì)系統(tǒng)中的部分內(nèi)容進(jìn)行過相關(guān)的研究。本文研究的內(nèi)容為橡膠擠出機(jī)內(nèi)核系統(tǒng)級(jí)的智能設(shè)計(jì)CAX系統(tǒng)?；凇笆篱g萬物的變化總存在一個(gè)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?nèi)祟惛鶕?jù)大腦中的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)選擇，同樣，也可以讓計(jì)算機(jī)通過不斷學(xué)習(xí)知識(shí)來自動(dòng)調(diào)整和提高判斷力，同樣能尋找出最佳方案，從而實(shí)現(xiàn)智能化，這是本文的出發(fā)點(diǎn)。具體研究的主要內(nèi)容如下： ●拓展了智能化應(yīng)用 本文通過對(duì)智能技術(shù)中智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法的改進(jìn)，將其應(yīng)用拓寬到橡膠擠出機(jī)設(shè)計(jì)的兩個(gè)方面：其一為CAD設(shè)計(jì)過程的智能化(即在CAD中輸入一定條件，獲得參數(shù)化的設(shè)計(jì)方案和繪圖的結(jié)果)；其二為所設(shè)計(jì)的生產(chǎn)機(jī)械設(shè)備也具有智能化功能(能

4、根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的環(huán)境和條件提供最佳工藝和生產(chǎn)自動(dòng)控制方式)。 ●建立橡膠擠出機(jī)全程的統(tǒng)一模型 通過詳細(xì)分析橡膠擠出機(jī)從設(shè)計(jì)、模擬仿真、修改、制造到工廠生產(chǎn)的完整過程，建立一個(gè)具有智能型的虛擬橡膠擠出機(jī)對(duì)象。其中對(duì)于在橡膠擠出機(jī)CAD中尚屬首次應(yīng)用到的技術(shù)有：現(xiàn)代新型網(wǎng)絡(luò)協(xié)同CAD設(shè)計(jì)方法；將原來在軟件分析和開發(fā)中的面向?qū)ο笏枷牒蚒ML工具移植和應(yīng)用到機(jī)械設(shè)備的分析和設(shè)計(jì)過程中；根據(jù)特征建模的設(shè)計(jì)方法設(shè)計(jì)出面向?qū)ο笠訶ML格

5、式存貯智能型知識(shí)庫(kù)，改進(jìn)了以往依據(jù)機(jī)械實(shí)物來構(gòu)建對(duì)象的方法，使統(tǒng)一模型中虛擬擠出機(jī)中除了機(jī)械圖形信息外還增加了橡膠制品的加工生產(chǎn)特性這一設(shè)計(jì)元素，該元素并具有智能化的功能。 ●先進(jìn)的設(shè)計(jì)環(huán)境與框架 本文設(shè)計(jì)了具有明確功能的三層軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，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(nèi)核只為其它應(yīng)用級(jí)CAD軟件提供數(shù)據(jù)服務(wù)，并采用XML作為信息交流的標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)信息共

6、享、便于擴(kuò)展。設(shè)計(jì)完成了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下智能CAX系統(tǒng)中各項(xiàng)子活動(dòng)采用的基于智能組件軟件技術(shù)框架。本文列舉了橡膠擠出機(jī)設(shè)計(jì)實(shí)例以證明本文所提出的解決方案的可行性。 ●結(jié)論 本文所提供的解決方案正隨著CAD的進(jìn)一步研究應(yīng)用而不斷地顯示重要意義。具體地說，例如：應(yīng)用先進(jìn)的Web技術(shù)，把企業(yè)內(nèi)部各部門中的異構(gòu)CAD、CAM、CAE和CAPP系統(tǒng)進(jìn)行集成。實(shí)現(xiàn)了在產(chǎn)品投產(chǎn)之前，可在異地計(jì)算機(jī)上進(jìn)行各種工況下的靜、動(dòng)態(tài)特性分析設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)

7、優(yōu)化設(shè)計(jì)，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能達(dá)到最佳。另外，進(jìn)一步還可開展數(shù)據(jù)挖掘工作，即從大量生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)中挖掘出有價(jià)值和隱含的知識(shí)，這在橡膠擠出過程理論分析的數(shù)學(xué)建模、智能控制、優(yōu)化生產(chǎn)、故障診斷等方面有著重要研究和應(yīng)用價(jià)值。 總之，對(duì)于為橡膠擠出機(jī)CAD設(shè)計(jì)，以人工智能為關(guān)鍵技術(shù)、實(shí)現(xiàn)了IDRECAD系統(tǒng)分層的總體架構(gòu)、運(yùn)用最新UML工具詳細(xì)分析系統(tǒng)功、基于組件構(gòu)成了核心軟件，最終使用IDRECAD系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)得到實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。說明達(dá)到了智能虛擬