基于知識的注塑模具設計若干技術研究.pdf

1、本文以寧波市科技局工業(yè)科研攻關項目一"基于知識工程的塑料模具快速設計系統(tǒng)"為背景,以注塑模具為主要研究對象,將知識工程思想、數(shù)據(jù)庫技術、推理技術應用于工程設計,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計系統(tǒng),使得企業(yè)設計知識得到最大限度重用.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、流動行為、塑料配置與著色等子數(shù)據(jù)庫.根據(jù)材料性能對塑件結構的影響,建立了"材料性能一塑件結構要素"映射機制,自動求解塑料性能對塑件結構要素的影響,以及塑件結構要素(功能)所要求的材料性能.研究開發(fā)了對材料性能數(shù)據(jù)庫的全局查詢導航器,通過關聯(lián)查詢得到與該材料相關的所有信息,并輸出為各種格式的數(shù)據(jù)以備共享. 2.塑料制品設計結構對塑件順利成型、防止產(chǎn)生缺陷從而降低成本和提高設計效率有重要影響.考慮塑料制品的加工工藝性,針對塑件的側面

3、凹凸、脫模斜度、塑件壁厚、加強筋、孔設計等十余個方面,提供設計方案的支持和檢查,以幫助塑件設計者快速設計出結構合理的產(chǎn)品. 3.根據(jù)注塑模具設計具有強經(jīng)驗弱理論的特點,深入研究了注塑模具基于范例推理的設計方法.在最近鄰法基礎上提出模具范例的相似度算法,并充分考慮不同歷史時段技術發(fā)展水平導致的模具設計和加工手段的進步,減小由于龐大的范例庫造成的匹配時間復雜度,提出采用過濾機制:首先限定一定的搜索范圍,只對此范圍內(nèi)的范例進行相似度計

4、算匹配,從而最大限度的提高系統(tǒng)計算、匹配效率;給出特征權重調(diào)整的簡潔方法,以對傳統(tǒng)最近鄰法產(chǎn)生的不精確性進行修正.針對檢索到的模具范例,從零部件信息和裝配結構兩個方面進行調(diào)整,提出了基于標準件庫的離線式零部件編輯和以"配合關系寄存器"為中間件的結構調(diào)整方式.提出了一種設計時范例數(shù)據(jù)獲取與重用的設計過程刻錄的在線式范例應用的新方法,為基于范例的自動模具設計開辟新途徑. 4.研究了注塑模具設計中快速建模技術.利用參數(shù)化建模技術,研究

5、了模型參數(shù)驅動的零部件設計方法,提出以"單遺傳結構"的形式描述零件參數(shù),以多級別數(shù)據(jù)存儲結構為零件參數(shù)的存儲方式,使得平面二維表格(或者復雜的樹狀表格)簡化為線性數(shù)據(jù)結構,每條記錄成為僅包含參數(shù)控制關系的單個參數(shù)的數(shù)據(jù),從而建立可動態(tài)擴充的系列化、標準化的零部件設計系統(tǒng).提出基于統(tǒng)一裝配模型的模架設計技術及特征識別技術,利用冗余控制參數(shù)實現(xiàn)模架變型設計的模架裝配系統(tǒng).利用這些方法和技術,提高了模具設計建模自動化能力和總體設計水平,并為企

6、業(yè)實現(xiàn)統(tǒng)一的信息管理打下堅實基礎. 5.建立了基于統(tǒng)一信息管理平臺PDM的企業(yè)集成設計管理環(huán)境.以注塑模具設計為例,討論了塑料材料性能數(shù)據(jù)庫集成、塑件結構工藝性數(shù)據(jù)集成、基于CBR的模具設計推理方法集成、模型參數(shù)驅動的零部件設計集成以及基于統(tǒng)一裝配模型的模架設計集成.分析了企業(yè)應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.對于企業(yè)數(shù)據(jù)安全,提出了基于對象/基于規(guī)則/基于任務流程/基