外文翻译夹具设计机械.docx

外文翻译夹具设计机械.docx

《外文翻译夹具设计机械.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《外文翻译夹具设计机械.docx（19页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。

外文翻译夹具设计机械

外文翻译夹具设计机械

基于事例推理的夹具设计研究与应用

摘要:

依照基于事例的设计方法,提出采纳工序件的特点信息和夹具的结构特点信息来描述夹具的相似性,并建立了包括这2方面要紧特点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纳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,并取得了令人中意的使用成效.

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。

因为夹具的结构依靠于产品的特点和在企业规划中加工工序的地位,因此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体会，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,这仍旧是一项专门耗时的工作，然而利用以往的设计体会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方法,建立一个新问题的方法,要紧有以下四步骤:

检索、利用、修改,并保留.这是一个比用专业系统仿照人类思维有用的使用方法，因为提出一个类似的情形,和采纳一些修改,看起来不言自明,而且比人类更直观.因此支持不同事例的设计工具差不多在诸多领域中进展起来，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.但那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中是专门重要的.

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点组成，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进展,许多特点作被用做事例参数将会使搜索速度降低,其要紧特点是不重要的,因为分配给每个特点的比重必须减少.另一方面,事例参数包含所有的特点是困难的。

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要紧特点和夹具的结构。

事例参数代码由16位数组成：

13位数是事例特点3位数是事例识别数字。

前13位数代表13个特点。

每个数字与特点的一个属性相一致,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,假如事例特点的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.假如其中一个偶然需要改变成典型事例,第一它必须要求改成"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。

因此由索引码复合。

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。

因此，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专门功能的需求.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，要紧驱动参数，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专门多参数化准件和一般非标准件。

因此成分事例图书馆应记录专门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，如此能有助于获得最相似的事例，以及缩短适应时刻。

依照夹具设计的需求，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。

第一在深度上查找，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那么上查找，这就要第一查找固定类型，然后查找工件的形状，第三查找定位方法。

例如，假如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。

假如没有合适的，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）依照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，然后运算相似尺寸的价值。

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点之间的相似点。

相似点尺寸的运算依靠特点的类型。

相似点的价值能够通过数字化的价值来运算，例如比较重量分别是50kg和20kg的工件。

非数字化的价值也能运算，例如，现在前13位索引码差不多上非数字化的价值。

一个夹具的相似尺寸的运算公式如下：

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，

，数值运算如下：

其中

表示第i个特点的索引特性值，

表示事例库中第j个事例的第i个特点的特性值。

因此有两种方法选择相似夹具。

一个方法是建立数值。

假如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，数值能够建小一点。

假如有大量的相似事例，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事例的修改和储备

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时期：

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

假如夹具的成分是一般的物品，它们能通过使用工具被修改，代替以及删除，这些差不多被设计好了。

3.2事例的储备

在将一个新的事例储存到事例库之前，设计者必须考虑储存是否有价值。

假如那个事例不能增加系统的知识，就没有必要把它储存到事例库里。

假如它有价值的话，设计者在储存之前必须分析一下，看看那个事例是否作为标准事例或参考事例被储备了。

一个标准事例是一个描述同族事例要紧特点的标准。

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。

从被说明的概念中，可采纳以下方法：

1〕假如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，那么那个事例就不能储备因为差不多这种标准事例了。

或者只能作为一个参考事例储存〔最后三位不是〝000”，而且和其它的不一样〕在事例库中。

2〕假如一个新的事例和任何一个存在的事例族一致，同时被认为代替那个事例族要比往常的标准事例好，那么那个标准事例就被那个新的事例代替，往常的标准事例作为一个参考事例储存。

3〕假如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，并作为标准事例储存到事例库中。

4夹具设计中基于事例推理的过程

依照夹具设计的特性，夹具设计的差不多信息，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。

假如需要的话，事例要满足通用性设计，再储备到事例库中。

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〕

工件的特点值，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

特点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

通过查找和运算相似点，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

特点名称特性值索引码

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

相似点的运算如下：

因此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，以及调剂相关尺寸之后，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，是一个比仿照人类思想的专业系统更有效的方法，差不多在专门多难猎取知识的领域里得到进展。

基于事例推理的优点如下：

它和人类的思想专门相似；一个事例库通过储存新事例获得自学能力，它比有惯例库更快更容易，它能够更好的传递和说明新的知识，这和惯例库有专门大的不同。

基于事例推理中提出的一个夹具设计的框架差不多被实行了，使用的是支持基础数据的VC++，UG电脑绘图软件。

那个框架也差不多和一般成分库和典型夹具库结合起来。

那个进展的标准系统，用于航空项目，关心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）,inwhichtheattributesofthemainfeaturesofworkpieceandstructureoffixtureascaseindexcodearedesignedfortheretrieveofthesimilarcases,andthestructureandhierarchicalrelationofcaselibraryaresetupforstore.Meanwhile,thealgorithmbasedontheknowledgeguidedintheretrieveofthesimilarcases,thestrategyofcaseadaptationandcasestorageinwhichthecaseidentifcationnumberisusedtodistinguishfromsimilarcasesarepresented.Theapplicationofthesysteminsomeprojectsimprovesthedesignefficiencyandgetsagoodresult.

Keywords:

casebasedreasoning;fixturedesign;computeraideddesign（CAD）

Fixturesaredevicesthatserveasthepurposeofholdingtheworkpiecesecurelyandaccurately,andmaintainingaconsistentrelationshipwithrespecttothetoolswhilemachining.Becausethefixturestructuredependsonthefeatureoftheproductandthestatusoftheprocessplanningintheenterprise,itsdesignisthebottleneckduringmanufacturing,whichrestrainstoimprovetheefficiencyandleadtime.Andfixturedesignisacomplicatedprocess,basedonexperiencethatneedscomprehensivequalitativeknowledgeaboutanumberofdesignissuesincludingworkpiececonfiguration,manufacturingprocessesinvolved,andmachiningenvironment.ThisisalsoaverytimeconsumingworkwhenusingtraditionalCADtools（suchasUnigraphics,CATIAorPro/E）,whicharegoodatperformingdetaileddesigntasks,butprovidefewbenefitsfortakingadvantageofthepreviousdesignexperienceandresources,whicharepreciselythekeyfactorsinimprovingtheefficiency.Themethodologyofcasebasedreasoning（CBR）adaptsthesolutionofapreviouslysolvedcasetobuildasolutionforanewproblemwiththefollowingfoursteps:

retrieve,reuse,revise,andretain[1].Thisisamoreusefulmethodthantheuseofanexpertsystemtosimulatehumanthoughtbecauseproposingasimilarcaseandapplyingafewmodificationsseemstobeselfexplanatoryandmoreintuitivetohumans.Sovariouscasebaseddesignsupporttoolshavebeendevelopedfornumerousareas[2-4],suchasininjectionmoldinganddesign,architecturaldesign,diecastingdiedesign,processplanning,andalsoinfixturedesign.Sunusedsixdigitalstocomposetheindexcodethatincludedworkpieceshape,machineportion,bushing,the1stlocatingdevice,the2ndlocatingdeviceandclampingdevice[5].Butthesystemcannotbeusedforotherfixturetypesexceptfordrillfixtures,andcannotsolvetheproblemofstorageofthesameindexcodethatneedstoberetained,whichisveryimportantinCBR[6].

1ConstructionofaCaseIndexandCaseLibrary

1.1Caseindex

Thecaseindexshouldbecomposedofallfeaturesoftheworkpiece,whicharedistinguishedfromdifferentfixtures.Usingallofthemwouldmaketheoperationinconvenient.Becausetheformsofthepartsarediverse,andthetechnologyrequirementsofmanufactureintheenterprisealsodevelopcontinuously,lotsoffeaturesusedasthecaseindexwillmakethesearchrateslow,andthemainfeatureunimportant,forthereasonthattherelativeweightwhichisallottedtoeveryfeaturemustdiminish.Andontheotherhand,itishardtoincludeallthefeaturesinthecaseindex.

Therefore,consideringthepracticalityandthedemandofrapiddesign,thecaseindexincludesboththemajorfeatureoftheworkpieceandthestructureoffixture.Thecaseindexcodeismadeupof16digits:

13digitsforcasefeaturesand3digitsforcaseidentificationnumber.

Thefirst13digitsrepresent13features.Eachdigitiscorrespondingtoanattributeofthefeature,whichmaybeoneof〝*〞,〝？

〞,〝1”,〝2”,…,〝A〞,〝B〞,…,〝Z〞,…,etc.Inwhich,〝*〞meansanyone,〝?

〞uncertain,〝0”nothing.

Thesystemrules:

fixturetype,workpieceshape,locatingmodelcannotbe〝*〞or〝?

〞.Whenthesystemisdesigned,theattributeinformationofthethreeitemsdoesnothavetheseoptions,whichmeansthecertainattributemustbeselected.

Thelastthreedigitsarethecaseidentificationnumber,whichmeansthe13digitsofthecasefeaturearethesame,andthenumberofthesethreedigitsisusedfordistinguishingthem.

Thesystemalsorules:

〝000”isaprototypecase,whichisusedforretrieval,andothercasesare〝001”,〝002”,…,whichareusedforreferencecasestobesearchedbydesigners.Ifoccasionallyoneofthemneedstobechangedastheprototypecase,firstitmustberequiredtoapplytochangetheoneto〝000”,andtheformerischangedtoreferentialcaseautomatically.

TheconstructionofthecaseindexcodeisshowninFig.1.

1.2Caselibrary

Thecaselibraryconsistsoflotsofpredefinedcases.Caserepresentationisoneofthemostimportantissuesincasebasedreasoning.Socompoundingwiththeindexcode,.

1.3HierarchicalformofCase

Thestructuresimilarityofthefixtureisrepresentedasthewholefixturesimilarity,componentssimilarityandcompo