夾具設(shè)計-英外文翻譯

1、基于案例學(xué)習(xí)的夾具設(shè)計石奇，楊海成，李元，國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室計算機(jī)輔助設(shè)計/計算機(jī)輔助制造，西北工業(yè)大學(xué)西安710072，中國【摘要】：夾具是生產(chǎn)活動中不可或缺的一局部。本文提出了一個基于案例推理的夾具設(shè)計系統(tǒng)。提出的一種新方法的根底上，案例的情況表示是由工件加工特征的知識，處理功能知識和夾具特征知識構(gòu)成。運(yùn)行原型系統(tǒng)的知識表示方法，使用的情況下，是一個更好的方式來改造和解釋的設(shè)計知識?！娟P(guān)鍵詞】：基于案例的推理，夾具設(shè)計，知識表示，案例檢索1.引言工件夾持裝置用于在大局部的制造操作，如機(jī)加工，裝配，檢查等。作為制造規(guī)劃的一局部，夾具設(shè)計的制造可以是一個主要因素。夾具設(shè)計是一個可以在制造，交貨時間

2、和產(chǎn)品的本錢上的主要奉獻(xiàn)者。由于種類繁多的零部件和制造業(yè)務(wù)，夾具設(shè)計的過程變得更加復(fù)雜和不加控制。此外，設(shè)計一個夾具在很大程度上依賴于專業(yè)設(shè)計師和經(jīng)歷，以及生產(chǎn)，加工，技術(shù)，和零件的數(shù)據(jù)。計算機(jī)輔助夾具設(shè)計CAFD技術(shù)的CAD/ CAM集成的一局部已經(jīng)得到開發(fā)。如今，CAFD柔性制造系統(tǒng)FMS和計算機(jī)集成制造系統(tǒng)CIMS在其中起著重要的作用。在夾具設(shè)計中采用計算機(jī)必須考慮的第一件事情是建立一個適宜的設(shè)計規(guī)劃模型。同時也必須建立一個成功的夾具設(shè)計系統(tǒng)的知識表示方法，來用于設(shè)計和設(shè)計師的經(jīng)歷。相對于經(jīng)典的以規(guī)那么為根底的推理和基于模型的推理，基于案例的推理CBR嘗試使用以前的情況下，從案例庫和適應(yīng)

3、的解決方案中類似的問題，根據(jù)新形勢下的參數(shù)，解決新問題。多以規(guī)那么為根底的推理或基于模型的推理這種方法的主要優(yōu)點(diǎn)是將減少規(guī)那么或模型，設(shè)計中采用的多是比擬復(fù)雜的知識。解決機(jī)械設(shè)計問題的方法占有重要的好處。有系統(tǒng)已設(shè)計系統(tǒng)CBR文獻(xiàn)記載。一個系統(tǒng)，稱為DEJAVU使用基于案例的推理，以協(xié)助機(jī)械設(shè)計。另一種的系統(tǒng)稱為CADSYM是一個混合的情況為根底的設(shè)計模型，它建議將特定領(lǐng)域知識。在本文中，案例主要來闡述專業(yè)知識和設(shè)計經(jīng)歷。夾具設(shè)計的根底上燈具功能的情況下表示的方法的建議。第2節(jié)介紹了基于案例推理的概念。第3節(jié)提供夾具的設(shè)計和構(gòu)造的情況下基體的情況下表示。第4節(jié)提出的基于案例的夾具設(shè)計系統(tǒng)的體系

4、構(gòu)造的詳細(xì)信息。后面是結(jié)論。2.基于案例推理基于案例的推理依賴于存儲解決方案以及問題和適應(yīng)這些新的類似問題的解決方案。設(shè)計是一個構(gòu)造不良的問題。設(shè)計經(jīng)歷和啟發(fā)式在設(shè)計過程中扮演著重要的角色。然而，大多數(shù)的經(jīng)歷是難以說明作為編制和制定的，所以在一個以規(guī)那么為根底的系統(tǒng)，知識的獲取將是一個障礙。一個系統(tǒng)，與此相反，解決問題，直接利用獲得的經(jīng)歷，解決類似的問題在過去而不是通過編寫和推廣。一個案例不僅記錄結(jié)果，還會記錄下這個結(jié)果是如何獲得的，如在什么情況下，根據(jù)什么樣的條件等一些的工程師率先推出基于案例的推理作為一種替代傳統(tǒng)的基于規(guī)那么和基于模型的推理技術(shù)。一個典型的推理過程包括步驟如圖1所示。首先，

5、這個問題應(yīng)要被確定和給出描述，然后這個描述信息用于從一個案例庫中檢索一個或多個類似的案件。案例檢索可以基于某些算法來提高精度。檢索的結(jié)果會顯示給設(shè)計師。所選擇的案例調(diào)整時，需要滿足新的問題的要求。最后的解決方案，以及新的問題是作為一種新的情況存儲在個案根底里。問題描述案例庫 基于案例的推理問題標(biāo)準(zhǔn)檢索機(jī)制設(shè)計解決方案適應(yīng)機(jī)制設(shè)計知識設(shè)計解決方案圖1 基于案例的設(shè)計系統(tǒng)3.代表性的設(shè)計實(shí)例和案例庫的組織夾具設(shè)計的特點(diǎn)在制造系統(tǒng)中，夾具設(shè)計包含三個方面：設(shè)置規(guī)劃，夾具規(guī)劃，和夾具配置的設(shè)計，如圖2所示。設(shè)置規(guī)劃的目的是建立確定的操作序列，對其工件的位置和方向在每個位置和數(shù)量的調(diào)校。夾具規(guī)劃確定的定

6、位和夾緊點(diǎn)在工件外表。夾具配置設(shè)計的任務(wù)是決定如何定位，如何鉗制。夾具元件也被選來放入適當(dāng)位置，以定位和夾持工件。夾具設(shè)計夾具配置單元選擇 位置確定夾具規(guī)劃定位外表點(diǎn)夾緊面點(diǎn)設(shè)置規(guī)劃操作程序工件定位圖2 夾具設(shè)計過程設(shè)置規(guī)劃和夾具規(guī)劃的主要目的，是完成夾具配置。設(shè)置和夾具的規(guī)劃工作過程中需要兩種信息。一個是工件信息，另一個是其他的處理信息。這兩種信息都來自原始的CAD模型和產(chǎn)品的工藝規(guī)劃模型。一個CBR夾具設(shè)計系統(tǒng)的案例結(jié)合了工件的構(gòu)造信息，處理信息，和夾具配置信息?；诎咐评淼淖钪匾膯栴}是信息描述的設(shè)計案例?；谔卣鞯募夹g(shù)被用于描繪零件的形狀，功能和構(gòu)造。傳統(tǒng)上，由于CAD系統(tǒng)的幾何模型

7、的局限性，它只能描述零件的幾何信息，而不是設(shè)計經(jīng)歷。而基于特征的技術(shù)，可以描述兩種知識；數(shù)據(jù)關(guān)系的知識形態(tài)，如形狀，功能，精度，材料，等等和數(shù)據(jù)之間的關(guān)系，如設(shè)計領(lǐng)域的知識，設(shè)計者的經(jīng)歷和公式的知識。此類案例具有這一組功能。對于案例庫的設(shè)計問題和設(shè)計規(guī)劃的說明，必須保持兩局部的知識。設(shè)計問題的描述包括一系列案件在設(shè)計問題中的特點(diǎn)。設(shè)計規(guī)劃是從方案中提取特征。在夾具設(shè)計中，夾具模型集成了三種類型的知識：夾具的解決方案，工件信息和處理信息。根據(jù)減少人工智能問題的方法，復(fù)雜的設(shè)計問題可以分成幾個不太復(fù)雜的問題，可以分為更簡單的子子問題等。在這個系統(tǒng)中，一個設(shè)計案例的組織有三種不同的特征信息：夾具的特

8、征，工件的特征，和處理特征，夾具的特征在系統(tǒng)中可以分為功能特征，行為特征，和構(gòu)造特征。夾具的行為特征表達(dá)了夾具的功能和構(gòu)造之間的關(guān)系。夾具功能特征可以進(jìn)一步分為定位特征，夾緊特征，輔助特征和導(dǎo)向特征。夾具實(shí)例模型的信息顯示在表1。案件特點(diǎn)的重要性是指控制系統(tǒng)知識庫。案例表示只總結(jié)設(shè)計特點(diǎn)，其中的重要性和相互關(guān)系不需要考慮。有兩個優(yōu)點(diǎn)：1它簡化了存儲在數(shù)據(jù)庫中的案例構(gòu)造與案例，2可以建立一個基于組織的新的獨(dú)立的推理策略案例。案例信息特點(diǎn)數(shù)值名稱類型軸，盤，蓋，箱體，齒輪，和其他工件數(shù)量質(zhì)量，中，小批量材料大小長x寬x高零件圖文件名和路徑機(jī)器名稱車床，銑床，刨床，磨床的處理內(nèi)容平面上，外圓柱外表，

9、內(nèi)孔外表，槽；飼料類型線，圓處理功能加工精度精加工，粗加工主軸的類型水平，垂直類型主要定位面平面，外圓柱外表，內(nèi)孔，曲面主要定位面的準(zhǔn)確度在粗糙的精加工，粗加工，零件工程圖文件名和路徑夾具名字夾具類型車床夾具，銑床夾具定位模式平面，圓柱面夾具功能定位裝置。兩針，V型塊等。夾緊要求立式鎖模，水平夾緊阻尼接觸的類型點(diǎn)接觸，面接觸功率手動夾緊，等夾緊裝置偏心輪等。案例表示基于案例的知識表示的方法，通常不是一個新方法，而是更高級的抽象的知識表示，如一階邏輯，規(guī)那么，框架和語義網(wǎng)絡(luò)。執(zhí)行案件的代表是基于這些共同的知識表示方法。本文提出了一種面向?qū)ο蟮闹R表示法是用來描述夾具設(shè)計案例。本質(zhì)上，就面向?qū)ο蟮?/p>

10、技術(shù)方面而言，面向?qū)ο蟮闹R表達(dá)結(jié)合了一套共同的知識表示方法。案例知識可以分為兩個局部：一個是特征值對特定的元組，另一個是其他的設(shè)計經(jīng)歷和規(guī)那么。類的概念，在面向?qū)ο蠹夹g(shù)的情況是類似的表示。特征值對中的屬性類，它包含前提和解決方案的信息。設(shè)計經(jīng)歷和極大似然估計是類的方法。面向?qū)ο蠹夹g(shù)的說明內(nèi)容如下。Class / *名單案例特征值對* /構(gòu)造 (STATIC_STRUCTURESJMPL) / *靜態(tài)構(gòu)造用來描述特定的設(shè)計功能*/方法 (CASE_FUNCT101VS_LIST) / *名單的情況*/；地方 (CASE_NAME): =(CASE_NAME BY DEFAULT) | (CAS

11、E_NAME BY USER) (FEATURE_VALUE_PAIR_LIST ): = ( FEATURE _TYPE) (FEATURE_NAME)(FEATURE_VALUE)(STATIC_STRUCTURESJMPL : = STRUCTURE ( STRUCTURE_NAME)( STRUCTURE_VARIABLES_LIST) * ( CASE_FUNCTIONS_LIST) : = (FUNCTION_NAME) (FUNCT10N_C0NDITI0N)(FUNCTION_CONCLUSION) 功能列表中包含設(shè)計經(jīng)歷和設(shè)計規(guī)那么的方法。應(yīng)考慮的另一個問題是基體的構(gòu)造。案例

12、庫可以作為內(nèi)襯構(gòu)造具有層次構(gòu)造的列表或一個框架。我們選擇了后者，它使用關(guān)系數(shù)據(jù)庫來存儲。關(guān)系型數(shù)據(jù)庫管理的優(yōu)勢有三點(diǎn)：1先進(jìn)的數(shù)據(jù)管理能力;2高性能的數(shù)據(jù)檢索和數(shù)據(jù)維護(hù);3直接關(guān)系演算和邏輯演算之間的關(guān)系。4.夾具設(shè)計系統(tǒng)在上述實(shí)例的表示模型的根底上，基于案例的夾具設(shè)計系統(tǒng)建立了，其構(gòu)造如圖3所示。該系統(tǒng)主要由四局部組成，系統(tǒng)控制模塊，基于案例的推理，夾具設(shè)計的記憶和設(shè)計評價模塊?；诎咐耐评硎窍到y(tǒng)的核心，它執(zhí)行案例檢索，案例的選擇和改造。圖4是一個屏幕的工作過程。這個系統(tǒng)的輸入有三種信息：工件的一般信息，如名稱，類型，材料等工件的加工信息，如加工信息，精度和機(jī)器類型；夾具特征信息，如鉗制條

13、件下，接觸類型，電源類型等。系統(tǒng)模塊包含以下內(nèi)容：控制模塊：用于監(jiān)控和管理其他模塊之間的數(shù)據(jù)流和信息流;案例推理模塊：可以分為六個子模塊：重生產(chǎn)，功能相似的判斷，判斷構(gòu)造相似性，檢索模塊，適應(yīng)夾具的情況下，和該情況下的儲存;案例庫：用于夾具實(shí)例存儲，建立索引，并進(jìn)展實(shí)例維護(hù)；設(shè)計評價：評價推理結(jié)果并提交解決方案。5.結(jié)論CBR技術(shù)是更接近人類思維的。本文描述了夾具設(shè)計系統(tǒng)使用的技術(shù)。新方法的情況下表示的固定功能的根底由表示構(gòu)成的工件知識，處理功能的知識和夾具特征知識構(gòu)成。原型系統(tǒng)運(yùn)行說明，知識表示方法使用的情況下是一個更好的方式來改造和解釋的設(shè)計知識。參考文獻(xiàn)：【1】 Chou.R. A. S

14、rinivas and S. Sujit,自動設(shè)計加工設(shè)備概念設(shè)計。先進(jìn)制造技術(shù)國際雜志9號，頁3 - 12，1994【2】A. J. Trappey and C. R. Liu文獻(xiàn)調(diào)查的夾具設(shè)計自動化。先進(jìn)制造技術(shù)國際雜志，5卷，3號，頁240 - 255，1990【3】W. Ma, J. Li and Y. Rong, 開展自動化夾具規(guī)劃系統(tǒng)。國際先進(jìn)制造技術(shù)，卷15：171-181，1999【4】Theodore Bardasz, Ibrahim Zeid, DEJAVU:基于案例推理的機(jī)械設(shè)計。，1，2，pp.111 - 124，1993【5】Mary Lou Maher, D. M. Zhang,基于一個案例設(shè)計的過程模型。1，2，pp.97 - 110，1993【6】Y. Rong