基于事例推理的夹具设计研究与应用Word格式文档下载.docx

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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"

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，

表示每个特性的重量，

表示事例库中特性

和相关夹具的特性

的相似尺寸。

同时，

，数值计算如下：

其中

表示第i个特征的索引特性值，

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，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

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1100

工件形状块状990

工件材料中碳钢370

批量中批260

工件比例小560

工件重量轻560

工件刚度硬度强160

加工内容孔380

程序要求完成加工370

定位方法三个平面1100

夹紧方法不确定？

90

夹具体复合480

其他没有060

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6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。

附录2英文原文

Applicationanddevelopment

Ofcasebasedreasoninginfixturedesign

Abstract:

Basedonthecasebaseddesigning（CBD）methodology,thefixturesimilarityisintworespects:

thefunctionandthestructureinformation.Then,thecomputeraidedfixturedesignsystemiscreatedoncasebasedreasoning（CBR）,inwhichtheattributesofthemainfeatures