夹具类外文翻译-基于事例推理的夹具设计研究与应用【中文4050字】【PDF+中文WORD】

夹具类外文翻译-基于事例推理的夹具设计研究与应用【中文4050字】【PDF+中文WORD】,中文4050字,PDF+中文WORD,夹具,外文,翻译,基于,事例,推理,设计,研究,应用,中文,4050,PDF,WORD 【中文4050字】 基于事例推理的夹具设计研究与应用 摘要:根据基于事例的设计方法,提出采用工序件的特征信息和夹具的结构特征 信息来描述夹具的相似性,并建立了包括这2方面主要特征信息为基础的事例索 引码,设计了事例库的结构形式,创建了层次化的事例组织方式;同时,提出了基 于知识引导的夹具事例检索算法,以及事例的修改和采用同族事例码进行相似 事例的存贮,形成了基于事例推理的夹具设计.所开发的原型系统在型号工程夹 具设计等项目的设计过程中得到了应用,并取得了令人满意的使用效果. 关键词: 基于事例的推理 夹具设计 CAD 夹具是以确定工件安全定位准确为目的的装置，并在加工过程中保持工件 与刀具或机床的位置一致不变。因为夹具的结构依赖于产品的特点和在企业规 划中加工工序的地位,所以它的设计是制造过程中的瓶颈,制约着效率的提高. 夹具设计是一个复杂的过程,需要有从大量的设计论文中了解质量知识的经验， 这些设计论文包括工件的结构设计、涉及加工工艺，和加工环境。当用这些擅 长绘制详细设计图的传统的 CAD 工具（如 Unigraphics、CATIA、Pro/E)时,这 仍然是一项非常耗时的工作，但是利用以往的设计经验和资源也不能提供一些 益处,而这正是提高效率的关键因素. 基于事例推理 (CBR) 的方法适应以往个 案解决的办法,建立一个新问题的方法,主要有以下四步骤:检索、利用、修改,并 保留.这是一个比用专业系统模仿人类思维有用的使用方法，因为提出一个类似 的情况,和采用一些修改,似乎不言自明,而且比人类更直观.所以支持不同事例的 设计工具已经在诸多领域中发展起来，如在注射成型及设计、建筑设计、模具 设计投死, 规划过程中,还有夹具设计. 孙用六个数字组成代码参数,包括工件的 形状、机械部分、轴衬,第一定位装置,第二定位装置和夹紧装置. 但这个系统不 能用于除钻床夹具外的其他夹具类型,不能解决储存需要保留的同一参数代码 的问题,这在CBR 中是非常重要的. 1 事例参数和事例图书馆的建立 1.1 事例参数 事例参数应该由工件的所有的特征组成，来区别不同的夹具. 使用他们能 够使操作方便. 因为零件的形状是多种多样的, 在生产企业中制造的技术要求 也不断发展,许多特征作被用做事例参数将会使搜索速度降低,其主要特征是不重要的,因为分配给每个特征的比重必须减少. 另一方面,事例参数包含所有的 特征是困难的。 因此,考虑到实际和快速设计的需求,事例参数要包含工件的主要特征和夹 具的结构。事例参数代码由16 位数组成：13 位数是事例特征 3 位数是事例识 别数字。 前 13 位数代表 13 个特征。 每个数字与特征的一个属性相一致,这可能是 "*"、"？"、"1"、"2"，…，"A"、"B",…，"Z"，…，等其中的一个。其中，"*" 是指任何一个,"?"代表不确定,"0"代表没有。 系统规定:夹具的类型，工件的形状，位置模式不能是"*"和"?"。在设计系 统时,三个项目的属性信息没有这些选择,这就意味着必须选择确定的属性。 最后三位数是事例识别号码,如果事例特征的13 位数是一样的,这三个数字 就用来区别他们。 该系统还规定:"000"是用于修正的一个典型事例,其他事例"001"、"002"、…, 这些是用于设计师查找参考事例的. 如果其中一个偶尔需要改变成典型事例,首 先它必须要求改成"000",前面的自动变成参考事例. 事例索引码的结构如图1 所示。 1—夹具类型； 6—工件重量； 11—夹紧模型； 2—工件形状； 7—工件刚度； 12—夹具体； 3—工件材料； 8—加工内容； 13—其他； 4—批 量； 9—过程所有物； 14 到16—事例识别码； 5—工件比例； 10—定位模型； 图1 事例索引码的结构 1.2 事例库 事例库由许多预定义的事例组成。事例的描述是基于事例推理的最重要的 问题之一。所以由索引码复合。 1.3 事例的层次化 夹具的结构相似被认为是整个夹具，成分和内容相似。所以，整个夹具事 例库，成分事例库，夹具的成分事例库形成相同。整个夹具的设计资料通常是 由工件资料和工件加工资料组成,这就意味着夹具的设计应满足特别功能的需 求.全部夹具事例是由功能成分组成，它是用功能成分的名字和数字来进行描述 3 的。成分事例代表成员（成分功能和其他结构成分，主要驱动参数，数字，和 它们的约束关系）。成分事例（夹具的最低层）是功能成分和和其他成分的结构。 在现代夹具设计中有很多参数化准件和普通非标准件。所以成分事例图书馆应 记录特殊参数和保持它们的方法。 2 事例修改的策略 在基于事例的夹具设计中，最重要的是相似点的修改，这样能有助于获得 最相似的事例，以及缩短适应时间。根据夹具设计的需求，事例修改的策略使 最接近的事例方法和知识指导结合起来。首先在深度上查找，然后在宽度上； 知识指导策略意味着在来自客观事物根源的知识规则上查找，这就要首先查找 固定类型，然后查找工件的形状，第三查找定位方法。例如，如果事例索引码 包括夹具类型的磨削夹具，就只查找所有的磨削夹具，然后查找工件形状的盒 子，第三查找一个平面两个销的定位方法。如果没有合适的，就查找深度标点， 然后回到最上层，然后再找所有与宽度相关的事例。 修改方法： 1） 根据夹具事例库的事例索引信息，查找有关事例库。 2） 将事例索引码与事例库的每个事例码匹配，然后计算相似尺寸的价 值。 3） 整理相似尺寸的次序，最大的架子是最类似的事例。 两个事例之间的相似点是基于两个事例特征之间的相似点。相似点尺寸的 计算依靠特征的类型。相似点的价值可以通过数字化的价值来计算，例如比较 重量分别是 50kg 和 20kg 的工件。非数字化的价值也能计算，例如，现在前 13 位索引码都是非数字化的价值。一个夹具的相似尺寸的计算公式如下： 其中S 表示通用夹具的相似尺寸，n 表示索引特性数，w i表示每个特性的重量，si ( f a i f b ji )表示事例库中特性f a i和相关夹具的特性f b ji 的相似尺寸。同时，0≤s i ( f ai , f b ji )≤1 ，数值计算如下： 其中f a i表示第i 个特征的索引特性值，f b ji表示事例库中第j 个事例的第i 个特 征的特性值。 所以有两种方法选择相似夹具。一个方法是建立数值。如果通用事例的相 似尺寸值比给定的数值小，这些事例就不能选来作相似事例。事例库最初建立 的时候，只有一些事例，数值可以建小一点。如果有大量的相似事例，数值就 应该建的大一些。另外一个方法是只建立相似事例的数字（例如 10），这是类 型单里相似尺寸的最大值。 3 事例的修改和存储 3.1 事例的修改 夹具设计中相似事例的修改包括以下三个阶段： 1） 成分的替代 2） 保持形式不变，调整成分的特性 3） 模型重新设计 如果夹具的成分是普通的物品，它们能通过使用工具被修改，代替以及删 除，这些已经被设计好了。 3.2 事例的存储 在将一个新的事例保存到事例库之前，设计者必须考虑保存是否有价值。如 果这个事例不能增加系统的知识，就没有必要把它保存到事例库里。如果它有 价值的话，设计者在保存之前必须分析一下，看看这个事例是否作为标准事例 或参考事例被存储了。一个标准事例是一个描述同族事例主要特征的标准。一 个同族事例是有事例库中索引码前 13 位相同而最后三位不同的那些事例组成 的。一个标准事例的最后三位通常是“000”。一个参考事例属于同族标准事例， 5 最后三位用不同数字区分。 从被解释的概念中，可采用以下方法： 1）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，和一个存在的标准 事例的前13 位数相同，那么这个事例就不能存储因为已经这种标准事例了。或 者只能作为一个参考事例保存（最后三位不是“000”，而且和其它的不一样） 在事例库中。 2）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，并且被认为代替这 个事例族要比以前的标准事例好，那么这个标准事例就被这个新的事例代替， 以前的标准事例作为一个参考事例保存。 3）如果一个新的事例和任何一个存在的事例族不一致，一个新的事例族 将会自动产生，并作为标准事例保存到事例库中。 4 夹具设计中基于事例推理的过程 根据夹具设计的特性，夹具设计的基本信息，例如夹具的名字，零件，生 产和设计者等等，必须先输入。然后，输入或设计工件的模型。输入有关工件 的细节信息，建立事例索引码，然后CBR 开始依靠相似尺寸查找相似事例，选 出最相似的事例。如果需要的话，事例要满足通用性设计，再存储到事例库中。 程序流程图如图2 所示 图2 基于事例推理的夹具设计流程图 6 5 基于事例推理的夹具设计说明 这是一个工件如图3 所示。材料是45 钢，底座，形状为块状，生产批量 为中批等。需要设计成一个用来旋转孔的旋转夹具。 图3 需要设计夹具的一个工件 （最大尺寸80mmx49mmx22mm） 工件的特征值，属性值，事例索引码和重量在表1 中列出。 表1 工件的事例索引码和重量 特征名称 特性值 索引码 重量 夹具类型 车床夹具 1 100 工件形状 块状 9 90 工件材料 中碳钢 3 70 批量 中批 2 60 工件比例 小 5 60 工件重量 轻 5 60 工件刚度 硬度强 1 60 加工内容 孔 3 80 程序要求 完成加工 3 70 定位方法 三个平面 1 100 夹紧方法 不确定 ？ 90 夹具体 复合 4 80 其他 没有 0 60 通 过 查 找 和 计 算 相 似 点 ， 最 相 似 的 事 例 的 事 例 索 引 码 是 19325513321402000，细节信息在表2 中列出。 表2 最相似事例的事例索引码 特征名称 特性值 索引码 夹具类型 车床夹具 1 工件形状 块状 9 工件材料 中碳钢 3 批量 中批 2 工件比例 小 5 工件重量 轻 5 工件刚度 硬度强 1 加工内容 孔 3 程序要求 完成加工 3 定位方法 三个平面 1 夹紧方法 不确定 ？ 夹具体 复合 4 其他 没有 0 相似点的计算如下： 所以夹具的相似尺寸值是0.806，这是在事例库中用于设计的最相似的事 例，最相似的事例的结构如图4 所示 图4 最相似的夹具 当成分替代，修改定位模型和夹紧模型，以及调节相关尺寸之后，新的夹 具被设计出来，图形如图5 所示 图5 需要设计的新夹具 因为在事例库中没有相似夹具，新夹具被储存到事例库中。事例索引码是 19325523311402000。 6 结论 基于事例推理，作为一个问题解决的方法，是一个比模仿人类思想的专业系 统更有效的方法，已经在很多难获取知识的领域里得到发展。基于事例推理的 优点如下：它和人类的思想很相似；一个事例库通过保存新事例获得自学能力， 它比有惯例库更快更容易，它可以更好的传递和解释新的知识，这和惯例库有 9 很大的不同。基于事例推理中提出的一个夹具设计的框架已经被实行了，使用 的是支持基础数据的VC++，UG 电脑绘图软件。这个框架也已经和普通成分库 和典型夹具库结合起来。这个发展的标准系统，用于航空项目，帮助夹具设计 者提高设计效率和重新使用先前的设计资源。