冲压模具外文资料翻译智能冲压工艺规划系统的研究

3.0 闻远设计 2023-09-29 18 4 76KB 12 页 15光币

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智能冲压工艺规划系统的研究

摘要：本文对建立一个智能冲压工艺设计知识为基础的系统给出了一个简单的介绍。研

究该系统的框架，对模型和知识推理模式进行了介绍。对有些关键技术如冲压工艺的可

行性、排样的最佳算法、智能地带的布局和内力计算进行了研究。该系统可以改善工艺规

划效率。

关键词：排样 KBS 知识模型带状排样法

1简介

冲压工艺规划是冲压产品开发的一个核心项目。它是金属成型应用的一个重要组成部

分，它与生产质量、成本、生产率和工具寿命有直接的影响。现代制造业的快速发展对冲

压提出了更高的要求，尤其是在冲压工艺方面。多年来，相关研究已就如何在创新的环

境加强工艺规划的集成化和智能化程度进行研究。近年来，通过生产金属成形智能设计

系统、自动化技术，整和了工艺规划的原则。智能工艺规划方法可以有效地提高设计效

率与质量、创新设计能力。

[1].对于冷锻序列的设计开发了一种基于 PC 的专家系统，该系统采用基于塑性理

论和实际考虑的规则。在美国俄亥俄州立大学一个称作 FORMEX 的规则系统被 Altan

和他的同事们写入多级冷锻的工艺规划程序语言中。[2].它依靠冷锻零件各种形状的广

泛分类。[3] 实施以知识为本的冷成形序列设计系统，采用设计规则确定建立一个可行

的序列，然后使用有限元分析优化这个序列。一个以知识为基础的模具设计自动化系统

被Cheok 和他的同事精心设计出来。[4] 在新加坡国立大学。一些零件表象技术、冲压零

件识别和模具构成也存在于这项工作中。在中国，华中科技大学的科学技术研究者们也

开发出了基于知识系统的用于对小型金属件冲压级进模的程序包。 [5].使用特点，用户

可以在 3D 立体构架下设计产品。在手工设置排样后，用户可以使用交互命令来开发带

装布局设计。来自利物浦大学工业研究部门的研究者们也在研究冲压工艺和冲裁模的专

用系统。[6].他们的研究集中在分解较小的桥型废料的形状编码和识别技术。[7]在上海冲

压模具和工具技术研究所的研究者们也开发出了级进模的 CAD/CAM 系统。他们研究的

该系统依靠特殊的相关数据来描绘工件和模具结构。

上述研究的研究工作的目的是为了促进金属成形的发展。从金属智能成型的回顾和

分析中，使用智能设计的理论和方法来研究冲压工艺规划的步骤。在本文中介绍了应用

于冲压工艺规划的智能的系统。该智能系统在处理一些复杂的设计问题时是种强有力的

工具。由专门知识构成的智能系统可以用一种交互的方式协助用户解决各种各样的问题

或疑问。[8].智能系统是一种计算机系统，它试图代表人类知识和专业知识, 以一种实际

和有效的途径提供快捷、方便的知识。智能系统能够完成一般需要专家才能完成的任务。

它能自动化实时利用现有的专业知识,并解释它的推理过程。冲压工艺规划是一个含有

丰富知识的复杂设计过程。整合在冲压工艺规划设计中智能系统的关键技术是至关重要

的。使用智能理论的冲压工艺规划智能系统被提出来。对一些关键技术,如集成产品知识

建模和战略规划的综合冲压成形过程进行了研究。在冲压设计中包括各种各样的知识，

如专业领域知识、多任务知识、非标准知识。每一种知识都需要集成到该系统中。冲压模

具的核心是冲压工艺。必须考虑到多种因素,如几何形状、技术要求、材料性能、冲压件的

可行性、工作程序安排、模具工具的结构。冲压工艺规划是一种基于专家知识的创造性程

序。智能系统技术可以改善制定冲压工艺规划的效率。

2系统构架和框架

智能系统的关键技术是建立和应用的信息化模型制作。。该产品信息模型,包括三个

阶段：一种基于几何的模型、一种基于特征的模型、一种基于智能的模型。基于几何的模

型描述零件的几何拓扑信息。由于零件的数据信息不能被完整的描述、数据分离水平太

低，几何模型被特征模型取代。这个信息模型包括一组几何实体。依靠此模型的工程语

义模型，许多与设计相关的功能可以被实现。随着人工智能的发展，智能模型开始被应

用。专业知识、设计过程的知识,和相关的知识都包含在知识模型中[9、10]。智能模型支

持表达和传递有用的信息。

本文主要概括了一种冲压工艺规划的智能系统。该智能系统对产品的定义有效且完

整。它几何了不同模型的优点且能满足几何设计和推理过程。面向对象技术应用到整合

各种各样的知识。此集成的知识系统模型可被共享和用于智能设计和产品信息沟通。

这个关于冲压模具工艺规划的智能系统构架已经被设计出来。这个零件的结构设计

包括一个图形用户界面,一个应用程序系统、设计资源、知识工具,混合推理机制、基础模

型。在这个构架中知识模型有不同的分类。知识模型从设计资源中获取有用的信息，支

持知识获取和知识表达的程序。这个模型把有用信息转移到知识库。知识库由 CAD 软件

支持。设计结果以3D 模型、图画和资料库的形式保存在知识库中，它对在知识库中不

同零件的知识传递来说非常的重要。

3 实施方法和应用

3.1 冲压智能模型的可行性论证

智能系统对冲压工件的质量、成本、模具寿命进行评价。该评价基于成熟的智能模型。

此模型集成了规则库、零件信息和结论库。系数根据知识规则推理在知识库得出。冲压成

型可行性可以从信息库中零件信息和相关系数推出。在设计过程中被新结论扩大的结果

保存在结论库中。

模型的智能推理过程和零件的规格相比有一定限度范围的工艺参数。此规格

包括输入输出半径、孔径、孔板、孔网、槽、槽网。结果来证实零件的形状是否符合模具工

具加工。智能推理用于自动和交互的方式。这样做的目的是来研究冲压该产品的可行性。

智能推理的关键是确定基于零件厚度和相关系数的加工极限值。图二所示为产品可行性

论证模型的流程图。

知识规则和设计结果保存在机械推理的数据库中。零件的形状可以在知识模型中修

改。

由知识模型决定的冲压工艺规划是非常重要的一步，它同时也提供了选择一个单

步工序刀具或是复合工具或是一个改进工具的方法。各种不同领域的知识、经验和专业

知识都被保存在工艺规划专业系统中。

知识库的发展是基于规则表达的共同原则。这一步的目的是集成专业经验和零件

的形状

3.2 基于优化算法的智能排样模型

为了达到较高的材料利用率，空白的知识模型被建立，保存在知识库中的结果是

其他模块建立的基础。

在知识库中有四种排样类型：

●一排列布局模式

●与一排列相对的模式

●两排列布局模式

●与两排列布局相对的模式

建立这个知识模型的目的是改善材料的利用。由知识库提供的限制情况可以由人类

专家来选择。这个知识模型控制着整个排样的设计过程。

图三所示为平面布局的等级体系结构

第一种模式的作用是选择粗略数值和计算工作区域的总体轮廓。此模式提供了原始

参数。粗略数值的全部信息都由此得到，不管这个数字是否被概略画出或是被选中。

第二种模式用来确定布局类型、角度范围、布局大小和条带区的宽度。

第三种模式中应用了优化算法。设计结果包括材料利用率、材料宽度和每步间隙都

被保存在此模式中，不同布局的绘图也同时生成。

在第四种模式中可以修改布局规划的结果。最终参数包括每步间隙、材料宽度、各类

网格和转换能力。当参数有所改变时，布局规划图可以被更新。

该知识的主要作用是布局规划的算法优化。该算法共有六步。

1.在图形周围最适合的矩形第一次生成。复制件和原件之间的距离是包含在接洽网

中的。图四说明了此种算法。

2.在两个环形中间的值是经过计算的。这两个环形分解成线和圆弧的单元。每对元素

中间的距离需要重新补偿。然后就可以找到最短的距离。

3.计算出的最小值和所要求的值之间的差异就是误差。当误差小于允许值时，排样

规划就可以完成。另外，布局图形需要沿着视野的方向移动。

4.材料利用率可以以布局规划的角度上被计算出来。

5.排样图形旋转一定的角度。旋转中心是矩形中心点附近的粗略数值。材料利用率

在当前角度下被计算出来。

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智能冲压工艺规划系统的研究摘要：本文对建立一个智能冲压工艺设计知识为基础的系统给出了一个简单的介绍。研究该系统的框架，对模型和知识推理模式进行了介绍。对有些关键技术如冲压工艺的可行性、排样的最佳算法、智能地带的布局和内力计算进行了研究。该系统可以改善工艺规划效率。关键词：排样KBS知识模型带状排样法1简介冲压工艺规划是冲压产品开发的一个核心项目。它是金属成型应用的一个重要组成部分，它与生产质量、成本、生产率和工具寿命有直接的影响。现代制造业的快速发展对冲压提出了更高的要求，尤其是在冲压工艺方面。多年来，相关研究已就如何在创新的环境加强工艺规划的集成化和智能化程度进行研究。近年来，通过生产金属成...

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