车床钣金外壳的特征多样性及CAPP系统研究

来源 :上海工程技术大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:qiuxi1984
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随着智能制造越来越受到人们的关注,钣金加工设备也朝着更加自动化和智能化的方向发展,但是大部分中小企业从零件到工艺,依然采用传统的人工设计,并不能与先进的制造设备相匹配,甚至成为了企业发展的薄弱点。本文通过对车床钣金外壳的特征多样性进行分析,建立特征库,采用特征建模实现快速设计,自动获取零件信息并采用专家系统进行工艺决策,能够满足车床钣金外壳企业的实际需求,提高设计和生产效率。主要研究内容如下:(1)从车床制造厂、钣金外壳生产厂家等途径,收集大量具有代表性的车床钣金外壳数据,并从中随机挑选部分作为统计样本。对每个外壳,根据方位特征描述法进行零件拆解,分析各方位的零件种类以及各零件之间的关系,再对拆解后的零件分别进行主辅特征分析提取,并统计各特征在各零件中出现的概率,由此得到车床钣金外壳的一般设计经验,为后续快速设计、工艺决策等部分提供数据支持。(2)快速设计模块,从二维角度进行特征建模,根据特征分析的结果建立特征库,特征库包含了车床钣金外壳常见的各种特征,设计时,检索特征库,选择特征,输入参数,通过Auto CAD二次开发即可实现参数化绘图。并采用推荐算法,结合前一步统计的概率,辅助用户进行特征选择和参数输入,对设计人员的经验要求更低。随着设计数据的积累和统计,推荐结果将更加合理。(3)零件信息识别模块,综合考虑从三维图中获取特征与二维图中获取尺寸位置更为容易和准确的优势。通过Solidworks和Auto CAD二次开发,先遍历三维模型特征树获取零件的特征信息,再从二维展开图的图形数据库中获取实体数据,通过识别规则库的判断,提取出其中的零件尺寸和位置信息,综合两者得出最终结果,识别的准确度更高。适用于只有二维展开图的情况,系统通用性更好。(4)工艺决策模块,对钣金外壳常用材料和加工工艺进行了分析,并构建了工艺知识库,采用专家系统基于规则与正反向混合推理进行工艺决策。通过决策树算法,挖掘已有的设计数据蕴含的规律,辅助专家系统工艺决策,与蚁群算法相结合,优化工艺路线。并且可以运用在快速设计模块,与推荐算法一起辅助设计,并判断设计结果是否合理。(5)采用C#(C Sharpe)语言对Auto CAD和Solidworks进行二次开发,具有功能强大、简单易用、开发快速等特点,并且C#也是企业开发系统常用的语言之一,更易于钣金制造企业的内部系统集成,避免软件不兼容带来的问题。数据库采用性价比和通用性都较好的SQL server数据库,降低了成本,保证功能的基础上,使界面操作简单方便。经实际操作验证,本文开发的系统可以完成车床钣金外壳的快速设计、零件信息识别与工艺决策的功能,具有实际的应用价值。
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