基于模型定义的工艺知识表示及工艺决策方法研究.pdf

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1、基于模型定义的工艺知识表示及工艺决策方法研究口龚亮亮口张振明口田锡天口黄利江西北工业大学CAPP与制造工程软件研究所西安710072摘要：为了简便有效地在三维环境下表示工艺知识和提高工艺决策的自动化程度和灵活性。提出了基于模型定义的工艺知识表示方法及工艺决策方法。首先引入MBD技术，建立零件的工艺MBD信息模型，在该模型的基础上，进行基于规则的三维典型工艺知识表示，然后，在三维典型工艺基础上，以MBD模型为唯一依据，自动识别模型中几何特征信息和非几何信息，并以此为基础进行自动工艺决策，最后．通过实例验证了提出方法的可

2、行性和有效性。关键词：基于模型定义工艺信息典型工艺工艺决策中图分类号：TH162；TP391文献标识码：A文章编号：1000—4998(2013)05—0078—04CAPP是连接产品设计和制造的桥梁。其中工艺决模型为唯一依据，工艺设计的每个阶段都从MBD模型策是CAPP的主要内容，自动化程度高的工艺决策一中获取所需的信息。同时制造部门通过这些数据派生直是计算机辅助工艺设计技术的研究热点和难点，但出能够用于指导生产的制造数据。并通过这些数据组是由于决策信息的不完整性以及工艺过程的复杂性，织相关部门开展相关的工作。导致

3、工艺生成过程仍需要大量的人工决策和干预⋯。512艺决策是基于从三维CAD系统中提取的几何多年来，国内外学者对工艺决策方面的研究进行了大信息和非几何的工艺信息，应用工艺知识进行工艺规量探讨，文献『2]采用基于规则的推理进行工艺自动决划的过程。由于工艺环境的动态性、工艺因素的复杂策．而分散在二维图纸上的非几何信息未能直接应用性、工艺知识的经验模糊性，仅从三维CAD中获得模到工艺的决策过程当中。文献[3]针对飞机结构件开发型零件信息自动生成零件的加工工艺、单一的决策方了数控加工系统．但没有考虑零件三维模型在整个决法难以满足

4、要求，需要多种决策方法的混合，因此本文策过程中的作用。应用一种基于三维典型工艺的工艺决策方法，该方法在传统的以二维工程图纸为主、三维实体模型为混合了派生式方法和创成式方法，如图l所示。辅的模式下，工艺决策自动化程度不高，效率低[4]，三工艺工程师对零件的工艺特点进行分析，建立零维CAD模型只表达了几何信息．而产品尺寸、工艺信件特征模型、工艺MBD信息模型，并总结归纳出基于息、公差、精度、表面粗糙度等非几何信息分散在二维MBD的典型工艺，建立三维典型工艺库，把与零件制工程图纸中．这些信息很难直接被应用到工艺的决策造特征

5、相关的加工方法、设备规格、工步、刀具规格、加过程中．导致了工艺决策结果的不完善。工模式和切削参数等信息以产生式规则[s方式嵌入到随着三维CAD技术的深化应用，基于模型定义的典型工艺中。进行具体的工艺决策时，先从设计MBD数字化设计与制造技术已经成为制造业信息化的发展模型中提取零件详细信息，根据这些信息从三维典型趋势，因此，针对以上问题，本文引入了MBD(Model512艺库中检索出合适的典型工艺，在此基础上进行工BasedDefinition)技术．将MBD技术应用于产品的工艺艺决策，工艺决策的实现主要包括以下内容和

6、步骤。设计过程中。有机地把全信息的设计MBD模型、三维典(1)零件分组。根据零件在结构形状、材料、精度和型工艺及决策规则联系在一起。工艺开发工作直接依据工艺等多方面的相似性进行零件分组，建立族零件，可三维实体模型展开．以从设计模型中获取的512艺信息为抽象为该族的虚拟零件。基本决策信息．在基于规则的三维典型工艺的基础上，(2)典型工艺的分类。典型工艺是建立在零件结构进行512艺的自动决策。‘相似性的基础上，通过分析零件的相似性，依据分类规则建立三维典型工艺库，三维典型工艺库中的工艺路1基于MBD技术的工艺决策体系线与

7、典型工序模型是紧密相连的。针对每个三维典型在MBD技术应用以前．工艺设计工作以工程图为工艺，通过分析对应零件族的工艺特点，总结归纳相应主要工作依据．而基于MBD的工艺设计是以三维实体的决策规则。(3)设计MBD模型的信息提取。基于特征的零件收稿日期：2012年12月2o3／5机械制造51卷第585期建模为MBD模型中的信息提取提供了基础．以设计MBD模型为工艺生成唯一依据，自动识别模型中的几中间工序模型何信息和与几何元素相关联的非工艺详细信息几何信息。(4)典型工艺的选择。以识别出来的加工特征信息为基础，从工艺决策设

8、计MBD模型工艺知识库三维典型-[2艺库中选择出可以代工艺信息决策表该零件的典型工艺路线。零件分组零件特征模型工序信息决策(5)基于规则的推理。在此基典型工艺定义工艺MBD信息模型础上进行基于三维典型工艺的推工步信息决策理．完成该零件的工艺、工序、工基于MBD的典型工艺工序模型决策步信息的决策，自动生成工艺规程信息，根据具体情况，可对生成▲图1