基于工艺规则推理的轴类零件CAPP技术研究.pdf

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1、第５期（总第１９８期）机械工程与自动化Ｎｏ．５２０１６年１０月ＭＥＣＨＡＮＩＣＡＬＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧ＆ＡＵＴＯＭＡＴＩＯＮＯｃｔ．文章编号：１６７２-６４１３（２０１６）０５-００７６-０２基于工艺规则推理的轴类零件ＣＡＰＰ技术研究蔡卫东，刘苏（南京航空航天大学机械设计系，江苏南京２１００１６）摘要：智能推理是ＣＡＰＰ系统的核心功能，针对轴类零件研究了ＣＡＰＰ系统的工艺推理及决策方法。首先阐述了零件工艺知识的知识模型和数据结构，并进行符号化，便于计算机进行处理和识别；然后，建立了工艺数据／知识库，并基于正向推理策略，应

2、用工艺规则推理机实现了工序优先级数决策和零件加工路线的自动排序。该系统在.Ｎｅｔ环境下利用ＳｑｌＳｅｒｖｅｒ２００８数据库开发完成，具有很强的实用性和可移植性，适合在中小轴类企业推广应用。关键词：轴类零件；工艺规则推理；ＣＡＰＰ中图分类号：ＴＰ３９１.７∶ＴＨ１３３.２文献标识码：Ａ0引言后完成轴类零件工艺知识的入库流程。在此针对轴类工艺设计是产品开发的重要环节，也是连接工程零件的加工建立了４个知识库，分别为工艺知识选择［１］设计与生产制造的桥梁和纽带。ＣＡＰＰ是指借助于规则库（储存切削参数、精度等级及加工余量的选择规计算

3、机软硬件技术和支撑环境，利用计算机进行数值则）、工序排序规则库（储存工步排序的规则）、加工设计算、逻辑判断和推理等功能来制定零件机械加工工备选择库（储存机床、夹具、刀具、量具等选择规则）、特艺的过程。在轴类工艺设计中，工艺推理机制和决策征知识库（储存轴类零件的特征和与之相对应的典型方法至关重要。本文以常见轴类零件为研究对象，按加工工艺）。照一定的原理进行知识模型和数据结构的定义，并运用产生式规则将其关联并存入工艺数据／知识库，继而运用知识库和推理机生成特征工艺链，再进行工艺链图１轴类零件知识库构建流程到加工工序的映射和排序

4、，最终通过综合形成轴类零在轴类零件ＣＡＰＰ系统中，工艺知识的关系类型件工艺排序。一般为因果型，基于这一特点，轴类零件知识库模块采1轴类零件工艺知识库和产生式规则用产生式规则来表示模型知识结构（如图２所示），并轴类零件的工艺知识表示主要描述轴类零件工艺以对象作为其载体。产生式规则是一种因果关系的规知识的存储方式，它是将轴类零件工艺知识符号化的则，其结构一般为：ＩＦ＜条件＞ＴＨＥＮ＜结论＞。条件过程。这些知识表示中最为实用的是面向对象的方可以是一条，也可以是一组条件的集合；结论部分则是法，它使用对象作为轴类零件工艺知识的基本成

5、分。［３］对所给条件之下所需执行的行为的定义。面向对象的工艺知识表示方式中，任意一个对象都有与之对应的特定标识，系统可以借助于引用某个标识来调用与之相应的对象，并通过属性／操作、类／继承等方法来制定相关的语义关系和规则，建立面向对象的［２］知识模型。轴类零件工艺知识种类庞杂，因此设计轴类零件工艺数据／知识库的重点在于如何建立恰当的数据模型。为了增加轴类零件知识库的可维护性，本文中的图２基于对象和产生式规则的知识表示ＣＡＰＰ系统采用面向对象的数据模型，将其工艺数据如查阅工艺手册中轴类零件外圆柱面加工的标准和推理规则分开存储。

6、工艺知识库采用自上而下、逐工艺规程可知：如要对材料为４５钢的轴类零件某段外步求精的原则进行设计，轴类零件知识库构建流程如圆面进行加工，并且使加工精度等级介于ＩＴ６和ＩＴ９图１所示。首先对轴类零件ＣＡＰＰ相关知识进行分之间，表面粗糙度介于１．７μｍ和６．２μｍ之间，则应析，然后根据产生式规则对知识库的结构进行设计，接该安排粗车、半精车、精车这一加工方法链以达到要着更新轴类零件的知识库并进行知识完整性检查，最求。而要将这条工艺规则写入知识库，则要改变其表收稿日期：２０１６-０２-２３；修订日期：２０１６-０７-０９作者简介：蔡

7、卫东（１９９０-），男，江苏南京人，在读硕士研究生，主要从事计算机辅助设计方面的研究。２０１６年第５期蔡卫东，等：基于工艺规则推理的轴类零件ＣＡＰＰ技术研究・７７・达方式，即：（１）把轴类零件工艺进程中的状态与工艺知识库ＩＦ｛（加工特征＝光轴段外圆面）ＡＮＤ（材料牌号＝中的标准化知识进行比对，当二者一致，或二者的相似４５＃钢）ＡＮＤ（ＩＴ６≤精度≤ＩＴ９）ＡＮＤ（１．７≤粗糙度≤度在设定阀值之内，则认为二者的匹配成功，从而可以６．２）｝ＴＨＥＮ｛该轴段加工方法链＝粗车-＞半精车使用相应的轴类零件工艺规则执行操作；否则认为匹

8、-＞精车｝。配失败，工艺知识库中对应的规则不能被用于此条工2工序排序准则及工步优先级确定艺推理过程。对于轴类零件来说，零件的尺寸、长径比、材料、热（２）如果参与匹配的轴类零件工艺规则不止一处理、精度要求等因素都会影响到其工艺路线的制定。条，工艺规则推理的进程就会发生冲突，这时推理机需这使得工序的排序这一