注塑模脱模机构智能化设计系统的关键技术研究与实现
|
摘要
随着计算机技术的飞速发展，模具CAD和人工智能技术已经有了长足的发展。专家系统作为人工智能技术的一个重要分支，已经成为工程技术领域复杂问题求解的重要手段。把传统模具CAD技术和专家系统结合起来，进行注塑模智能化设计的开发和研究，能够大大提高注塑模具设计的质量和效率，缩短模具开发周期，降低模具成本。
本文在研究注塑模CAD技术的基础上，通过引入人工智能技术，采用专家系统的设计方法，综合运用面向对象技术、数据库技术、模糊理论和计算机图形技术，设计实现一个嵌入式注塑模脱模机构智能化设计系统。
本文主要从以下几个方面进行了研究：
论文总结了当前注塑模CAD的研究现状和技术发展方向；阐述了专家系统的发展趋势和研究现状；在对注塑模脱模机构进行分析研究的基础上，确立了系统的总体解决方案及关键技术。
运用面向对象技术，对注塑模脱模机构设计中的确定性知识进行分析研究，建立一种基于智能对象的知识处理模型，用于确定塑件的几何形状特征。
针对注塑模脱模机构设计中的模糊性知识，建立一种基于模糊理论的知识处理模型，实现脱模方式的智能推断。
根据软件工程思想，将顶出元件尺寸参数计算转换成程序代码，并封装成模块。将计算过程中需要查手册的材料性能等参数存储在数据库中，从而大大降低了劳动强度，提高了设计效率。
研究三维参数化实体造型技术在注塑模脱模机构可视化中的应用，建立脱模机构中各标准件或常用件的三维参数化造型；并按照相互间的位置关系，将它们组装成一个完整的三维脱模机构实体模型。
利用人机交互技术，在AutoCAD 2000界面基础上开发出直观友好、易于操作的用户菜单，使系统无缝地集成在AutoCAD平台中，构成了一个相互联系、相互依赖的有机整体。
作为注塑模智能CAD系统的一个重要组成部分，本系统旨在实现对任一常见注塑制品脱模方式的智能化推断及相应脱模机构三维实体模型的自动生成。它的研究与实现，对于注塑模具CAD开发具有一定的应用和参考价值。
With the development of computer technology, the artificial intelligence(AI) technology is growing fast. As an important branch of AI, the expert system is a strong method in the field of engineering and technology. By applying expert system in injection mould, the efficiency of designment and quality of mould can be obviously improved, the period and cost of designment can be reduced.
Based on researching the intellectualized designment in ejection mechanism of injection mould, including AI technology and expert system, a ejection system of plastic mould is researched and achieved by comprehensively applying object-oriented technology, database technology and fuzzy theory .
The following points are finished in the dissertation:
The dissertation summarizes the current development of the injection mould CAD field, and expatiates the direction and the current research of the expert system. The collectivity solution and the key technologies are established based on the particular analysis of the ejection mechanism.
The undoubted knowledge in ejection mechanism of injection mould is analysed by applying object-oriented technology. , a reasoning model of knowledge is established based on intelligent object.
To the fuzzy knowledge in ejection mechanism of injection mould, a reasoning model of knowledge is established based on fuzzy theory to acquire the appropriate ejection way conveniently.
According to the idea of software engineering, the calculating formula for the size of ejection parts is transformed into programming code and encapsulated into module. The plastic propertiesand so on are saved in database, so designers can be free from heavy calculation and be absorbed in creative design activity with more energy.
3D parametric modeling technology is used on the visualization of ejection mechanism. Finally, these 3D solid models of standard parts are assembled into a complete 3D model of ejection system.
This dissertation is just focus on one important part of intelligent CAD system for plastic injection mold. Its aim is to realize the intelligent selection for ejecting way of any common plastic product and automatic generation for the according 3D model of ejection system. Its research and realization have application and reference value for the development of mould CAD.
本文在研究注塑模CAD技术的基础上，通过引入人工智能技术，采用专家系统的设计方法，综合运用面向对象技术、数据库技术、模糊理论和计算机图形技术，设计实现一个嵌入式注塑模脱模机构智能化设计系统。
本文主要从以下几个方面进行了研究：
论文总结了当前注塑模CAD的研究现状和技术发展方向；阐述了专家系统的发展趋势和研究现状；在对注塑模脱模机构进行分析研究的基础上，确立了系统的总体解决方案及关键技术。
运用面向对象技术，对注塑模脱模机构设计中的确定性知识进行分析研究，建立一种基于智能对象的知识处理模型，用于确定塑件的几何形状特征。
针对注塑模脱模机构设计中的模糊性知识，建立一种基于模糊理论的知识处理模型，实现脱模方式的智能推断。
根据软件工程思想，将顶出元件尺寸参数计算转换成程序代码，并封装成模块。将计算过程中需要查手册的材料性能等参数存储在数据库中，从而大大降低了劳动强度，提高了设计效率。
研究三维参数化实体造型技术在注塑模脱模机构可视化中的应用，建立脱模机构中各标准件或常用件的三维参数化造型；并按照相互间的位置关系，将它们组装成一个完整的三维脱模机构实体模型。
利用人机交互技术，在AutoCAD 2000界面基础上开发出直观友好、易于操作的用户菜单，使系统无缝地集成在AutoCAD平台中，构成了一个相互联系、相互依赖的有机整体。
作为注塑模智能CAD系统的一个重要组成部分，本系统旨在实现对任一常见注塑制品脱模方式的智能化推断及相应脱模机构三维实体模型的自动生成。它的研究与实现，对于注塑模具CAD开发具有一定的应用和参考价值。
With the development of computer technology, the artificial intelligence(AI) technology is growing fast. As an important branch of AI, the expert system is a strong method in the field of engineering and technology. By applying expert system in injection mould, the efficiency of designment and quality of mould can be obviously improved, the period and cost of designment can be reduced.
Based on researching the intellectualized designment in ejection mechanism of injection mould, including AI technology and expert system, a ejection system of plastic mould is researched and achieved by comprehensively applying object-oriented technology, database technology and fuzzy theory .
The following points are finished in the dissertation:
The dissertation summarizes the current development of the injection mould CAD field, and expatiates the direction and the current research of the expert system. The collectivity solution and the key technologies are established based on the particular analysis of the ejection mechanism.
The undoubted knowledge in ejection mechanism of injection mould is analysed by applying object-oriented technology. , a reasoning model of knowledge is established based on intelligent object.
To the fuzzy knowledge in ejection mechanism of injection mould, a reasoning model of knowledge is established based on fuzzy theory to acquire the appropriate ejection way conveniently.
According to the idea of software engineering, the calculating formula for the size of ejection parts is transformed into programming code and encapsulated into module. The plastic propertiesand so on are saved in database, so designers can be free from heavy calculation and be absorbed in creative design activity with more energy.
3D parametric modeling technology is used on the visualization of ejection mechanism. Finally, these 3D solid models of standard parts are assembled into a complete 3D model of ejection system.
This dissertation is just focus on one important part of intelligent CAD system for plastic injection mold. Its aim is to realize the intelligent selection for ejecting way of any common plastic product and automatic generation for the according 3D model of ejection system. Its research and realization have application and reference value for the development of mould CAD.
引文
【1】张佑生，王永智．塑料模具计算机辅助设计．北京：机械工业出版社，1999
【2】王国中，申长雨．注塑模具CAD／CAE／CAM技术．北京：北京理工大学出版社，1998
【3】李海梅，申长雨．注塑成型及模具设计实用技术．北京：化学工业出版社 2002
【4】吴崇峰，徐竹青．注塑模具顶出系统的CAD．中国塑料，1999，13(5)：96-103
【5】王树勋．注塑模具设计与制造实用技术．广州：华南理工大学出版社，1996
【6】黄晓云，张国中．基于面向对象方法的汽车总体设计专家系统．机械设计与制造，2003，(1)：1-17
【7】冯峰，胡杰等．智能对象在配网辅助设计系统中的应用，现代电力，2000，17(2)
【8】孙明海等．用于集成网络管理系统的智能对象的研究．电子技术应用1998，(12)：15-17
【9】丁浩，黄宝贵．基于数据库的专家系统在校园网故障诊断中的应用．计算机应用研究，2002，(2)：79-81
【10】周丹晨，殷国富．机械工程专家系统技术的研究进展．机械设计与制造工程，2002，31(15)：3-6
【11】康雪峰，周洪玉等．基于数据库技术的面向对象知识表示．哈尔滨理工大学学报，2001，6(3)：1-3
【12】周治震，凌玲等．一种用于设计型专家系统的模糊知识表示与推理模型．中国机械工程，2002，13(21)：1859-1861
【13】于同敏，刘铁山．基于智能对象的知识处理方法在专家系统中的应用研究．计算机工程与应用，2003，(32)：108-110
【14】吴杰雨，赵燕伟．基于混合智能的概念设计研究．第5届海内外青年设计与制造科学会议，2002：376-379
【15】梅姝娥等．面向对象技术在专家系统中的应用研究．系统工程学报，1996，11(1)：91-96
【16】陈越岭，王学林．专家系统开发工具中表知识的处理及实现．华中科技大学学报(自然科学版)，2003，31(4)：12-14
【17】蔡青．CAD／CAM系统的可视化集成化智能化网络化．西安：西北工业大学出版社 1996
【18】张克惠．注射模顶杆直径校核．模具工业，1995，(6)：24-27
【19】殷国富，陈永化．计算机辅助设计技术与应用．北京：科学出版社，2000
【20】王轶为，娄臻亮等．基于特征的注塑模智能浇注设计系统的研究．机械科学与技术，2002，21(1)：159-161
【21】蔡逆水，邹慧君等．机械产品概念设计-智能CAD中的关键技术．机械设计，1997，(6)：1-5
【22】唐志玉，李得群等．塑料模具设计师指南．北京：国防工业出版社，1999
【23】冯华．Visual C++数据库开发技巧与实例．北京：机械工业出版社，2000
【24】董雁等．运用ADO实现ObjectARX与数据库的连接．微型电脑应用，2001，17(7)
【25】马项宇，范跃华．基于模糊理论的专家系统推理模型的设计与实现．西安工业学院学报，2003，23(1)：51-56
【26】景作军，方建军．计算机辅助设计与工程分析．北京：化学工业出版社，2002
【27】邵俊昌，李旭东．AutoCAD ObjectARX 2000开发技术指南．北京：电子工业出版社，2000
【28】David J．Kruglinski等．Visual C++6.0技术内幕(第五版)．北京：希望电子出版社，1999
【29】李世国．AutoCAD高级开发技ARX编程及应用．北京：机械工业出版社，1999
【30】许占民，李西琴等．基于ObjectARX开发轴类零件的参数化绘图方法．洛阳工学院学报，2001，22(2)：54-57
【31】高建民，桑正中．ObjectARX中应用MFC的两个关键技术问题探讨．机械设计与制造，2000，(5)：25-26
【32】陈田，殷国富等．基于参数化特征造型的水泵导叶CAD系统研制．四川大学学报(工学版)，2000，32(6)：74-77
【33】WynneHsu, IrenneMYWoon. Current research in the conceptual design of mechanical products. Computer-Aided Design, 1998,30(5):377-389
【34】PhamDT, PhamPTN. Artificial intelligence in engineering. Machine Tools&Manufacture, 1999,39(6):937-949
【35】Chen Shyi-Ming, Hsiao Wen-Hoar. Bidirectional Approximate Reasoning for Rule-based Systems Using Interval-valued Fuzzy Sets. Fuzzy Sets and Systems, 2000, (113):185-203
【36】K. Shelesh-Nechad, etal. An Intelligent System for Plastic Injection Molding Process Design. Journal of Materials Processing Technology, 1997, (63): 458-465
【37】H. Zhang. Selecting Typical Instances in Instance-based Learning. The Nineth International Workshop of Machine Learning, 1992:470-479
【38】罗章，李启月等．基于模糊数学专家系统的研究与开发．江西有色金属，2002，16(3)：11-15
【39】刘丰，丛伟等．实现交互式三维参数化造型的研究．沈阳航空学院学报，1999，16(1)
【40】张风军，刘华明等．在AutoCAD下三维参数化造型系统的实现．计算机辅助设计与制造，1999
【41】丁国龙，龚发云等．用ObjectARX实现TP型包络环面蜗杆三维造型．湖北工学院学报，2003，18(3)：45-46
【42】刘诗汉，张文信．基于AutoCAD视图的三维造型研究．煤矿机械，2001，(3)：25-26
【43】刘铁昌，于同敏．基于网络的三维注塑模CAD系统开发研究．机械设计与制造，2002，(2)：38-39
【44】杨宁，彭大暑．注塑模CAD参数化特征造型技术研究．模具技术，2000，(5)：23-26
【45】单秀海，于同敏．基于ObjectARX的AutoCAD三维造型功能的开发与研究．机械研究与应用，2001，14(4)：53-55
【46】马闯等．面向对象知识表示方法在冲压模具初始设计中的应用．模具技术，2001，(5)：7-9
【47】吴钊，尹朝庆．模糊专家系统推理机设计．武汉化工学院学报，2003，25(1)：80-82
【48】黄晓云，张国忠．基于参数化和专家系统技术的汽车总体设计CAD系统．东北大学学报(自然科学版)，2003，24(8)：806-809
【49】张昭霖，谢力生．专家系统与智能CAD的发展及研究动态．林业机械与木工设备，2001，29(8)：4-7
【50】马斌．模具CAD技术及其发展趋势浅析．渝州大学学报(自然科学版)，2002，19(1)：86-89
【51】徐艺，王兆远等．注塑模CAD／CAE／CAM系统集成．上海交通大学学报，1998，32(1)：26-29
【52】胡良国．面向微型轴承制造过程的SPC专家系统的研究与开发[硕士学位论文]．浙江大学，2002
【53】赵松涛．中文版SQL Server2000应用及实例集锦．北京：人民邮电出版社，2002
【54】马新群，赵慧娟．模糊数学在工程智能CAD实例知识推理中的应用．计算机应用，2000，(20)：151-152
【55】董树勇，孟宪嘉．典型零件压铸模具智能CAD系统的研究．铸造设备研究，2000，(1)：35-37
【56】陈振学，赵明旺．人工智能中的不确定性．计算机测量与控制，2003，11(9)：683-685
【57】朱征，郭志全．模具CAD／CAM的现状和发展．机械研究与应用，2003，16(2)：1-2
【58】张阁，邹慧君．基于微机系统的注塑模具CAD系统开发．机械设计与研究，2000，16(4)：29-31
【59】贾培刚．模具CAD系统中参数化图形库的建立．现代电子技术，2002，(10)：58-60
【60】李柯．塑料模脱模与抽芯联合机构设计．电加工与模具，2003，(1)：48-50
【61】童秉枢．现代CAD技术．北京：清华大学出版社，2000
【62】肖伟跃．CAPP中的智能信息处理技术．长沙：国防科技大学出版社，2002
【63】蔡自兴，徐光佑．人工智能及其应用．北京：清华大学出版社，2000
【64】徐勇顺，黄瑞清．应用软件工程学开发智能注塑模CAD／CAM系统．模具技术，1997，(6)：10-16
【2】王国中，申长雨．注塑模具CAD／CAE／CAM技术．北京：北京理工大学出版社，1998
【3】李海梅，申长雨．注塑成型及模具设计实用技术．北京：化学工业出版社 2002
【4】吴崇峰，徐竹青．注塑模具顶出系统的CAD．中国塑料，1999，13(5)：96-103
【5】王树勋．注塑模具设计与制造实用技术．广州：华南理工大学出版社，1996
【6】黄晓云，张国中．基于面向对象方法的汽车总体设计专家系统．机械设计与制造，2003，(1)：1-17
【7】冯峰，胡杰等．智能对象在配网辅助设计系统中的应用，现代电力，2000，17(2)
【8】孙明海等．用于集成网络管理系统的智能对象的研究．电子技术应用1998，(12)：15-17
【9】丁浩，黄宝贵．基于数据库的专家系统在校园网故障诊断中的应用．计算机应用研究，2002，(2)：79-81
【10】周丹晨，殷国富．机械工程专家系统技术的研究进展．机械设计与制造工程，2002，31(15)：3-6
【11】康雪峰，周洪玉等．基于数据库技术的面向对象知识表示．哈尔滨理工大学学报，2001，6(3)：1-3
【12】周治震，凌玲等．一种用于设计型专家系统的模糊知识表示与推理模型．中国机械工程，2002，13(21)：1859-1861
【13】于同敏，刘铁山．基于智能对象的知识处理方法在专家系统中的应用研究．计算机工程与应用，2003，(32)：108-110
【14】吴杰雨，赵燕伟．基于混合智能的概念设计研究．第5届海内外青年设计与制造科学会议，2002：376-379
【15】梅姝娥等．面向对象技术在专家系统中的应用研究．系统工程学报，1996，11(1)：91-96
【16】陈越岭，王学林．专家系统开发工具中表知识的处理及实现．华中科技大学学报(自然科学版)，2003，31(4)：12-14
【17】蔡青．CAD／CAM系统的可视化集成化智能化网络化．西安：西北工业大学出版社 1996
【18】张克惠．注射模顶杆直径校核．模具工业，1995，(6)：24-27
【19】殷国富，陈永化．计算机辅助设计技术与应用．北京：科学出版社，2000
【20】王轶为，娄臻亮等．基于特征的注塑模智能浇注设计系统的研究．机械科学与技术，2002，21(1)：159-161
【21】蔡逆水，邹慧君等．机械产品概念设计-智能CAD中的关键技术．机械设计，1997，(6)：1-5
【22】唐志玉，李得群等．塑料模具设计师指南．北京：国防工业出版社，1999
【23】冯华．Visual C++数据库开发技巧与实例．北京：机械工业出版社，2000
【24】董雁等．运用ADO实现ObjectARX与数据库的连接．微型电脑应用，2001，17(7)
【25】马项宇，范跃华．基于模糊理论的专家系统推理模型的设计与实现．西安工业学院学报，2003，23(1)：51-56
【26】景作军，方建军．计算机辅助设计与工程分析．北京：化学工业出版社，2002
【27】邵俊昌，李旭东．AutoCAD ObjectARX 2000开发技术指南．北京：电子工业出版社，2000
【28】David J．Kruglinski等．Visual C++6.0技术内幕(第五版)．北京：希望电子出版社，1999
【29】李世国．AutoCAD高级开发技ARX编程及应用．北京：机械工业出版社，1999
【30】许占民，李西琴等．基于ObjectARX开发轴类零件的参数化绘图方法．洛阳工学院学报，2001，22(2)：54-57
【31】高建民，桑正中．ObjectARX中应用MFC的两个关键技术问题探讨．机械设计与制造，2000，(5)：25-26
【32】陈田，殷国富等．基于参数化特征造型的水泵导叶CAD系统研制．四川大学学报(工学版)，2000，32(6)：74-77
【33】WynneHsu, IrenneMYWoon. Current research in the conceptual design of mechanical products. Computer-Aided Design, 1998,30(5):377-389
【34】PhamDT, PhamPTN. Artificial intelligence in engineering. Machine Tools&Manufacture, 1999,39(6):937-949
【35】Chen Shyi-Ming, Hsiao Wen-Hoar. Bidirectional Approximate Reasoning for Rule-based Systems Using Interval-valued Fuzzy Sets. Fuzzy Sets and Systems, 2000, (113):185-203
【36】K. Shelesh-Nechad, etal. An Intelligent System for Plastic Injection Molding Process Design. Journal of Materials Processing Technology, 1997, (63): 458-465
【37】H. Zhang. Selecting Typical Instances in Instance-based Learning. The Nineth International Workshop of Machine Learning, 1992:470-479
【38】罗章，李启月等．基于模糊数学专家系统的研究与开发．江西有色金属，2002，16(3)：11-15
【39】刘丰，丛伟等．实现交互式三维参数化造型的研究．沈阳航空学院学报，1999，16(1)
【40】张风军，刘华明等．在AutoCAD下三维参数化造型系统的实现．计算机辅助设计与制造，1999
【41】丁国龙，龚发云等．用ObjectARX实现TP型包络环面蜗杆三维造型．湖北工学院学报，2003，18(3)：45-46
【42】刘诗汉，张文信．基于AutoCAD视图的三维造型研究．煤矿机械，2001，(3)：25-26
【43】刘铁昌，于同敏．基于网络的三维注塑模CAD系统开发研究．机械设计与制造，2002，(2)：38-39
【44】杨宁，彭大暑．注塑模CAD参数化特征造型技术研究．模具技术，2000，(5)：23-26
【45】单秀海，于同敏．基于ObjectARX的AutoCAD三维造型功能的开发与研究．机械研究与应用，2001，14(4)：53-55
【46】马闯等．面向对象知识表示方法在冲压模具初始设计中的应用．模具技术，2001，(5)：7-9
【47】吴钊，尹朝庆．模糊专家系统推理机设计．武汉化工学院学报，2003，25(1)：80-82
【48】黄晓云，张国忠．基于参数化和专家系统技术的汽车总体设计CAD系统．东北大学学报(自然科学版)，2003，24(8)：806-809
【49】张昭霖，谢力生．专家系统与智能CAD的发展及研究动态．林业机械与木工设备，2001，29(8)：4-7
【50】马斌．模具CAD技术及其发展趋势浅析．渝州大学学报(自然科学版)，2002，19(1)：86-89
【51】徐艺，王兆远等．注塑模CAD／CAE／CAM系统集成．上海交通大学学报，1998，32(1)：26-29
【52】胡良国．面向微型轴承制造过程的SPC专家系统的研究与开发[硕士学位论文]．浙江大学，2002
【53】赵松涛．中文版SQL Server2000应用及实例集锦．北京：人民邮电出版社，2002
【54】马新群，赵慧娟．模糊数学在工程智能CAD实例知识推理中的应用．计算机应用，2000，(20)：151-152
【55】董树勇，孟宪嘉．典型零件压铸模具智能CAD系统的研究．铸造设备研究，2000，(1)：35-37
【56】陈振学，赵明旺．人工智能中的不确定性．计算机测量与控制，2003，11(9)：683-685
【57】朱征，郭志全．模具CAD／CAM的现状和发展．机械研究与应用，2003，16(2)：1-2
【58】张阁，邹慧君．基于微机系统的注塑模具CAD系统开发．机械设计与研究，2000，16(4)：29-31
【59】贾培刚．模具CAD系统中参数化图形库的建立．现代电子技术，2002，(10)：58-60
【60】李柯．塑料模脱模与抽芯联合机构设计．电加工与模具，2003，(1)：48-50
【61】童秉枢．现代CAD技术．北京：清华大学出版社，2000
【62】肖伟跃．CAPP中的智能信息处理技术．长沙：国防科技大学出版社，2002
【63】蔡自兴，徐光佑．人工智能及其应用．北京：清华大学出版社，2000
【64】徐勇顺，黄瑞清．应用软件工程学开发智能注塑模CAD／CAM系统．模具技术，1997，(6)：10-16
© 2004-2018 中国地质图书馆版权所有 京ICP备05064691号 京公网安备11010802017129号 地址：北京市海淀区学院路29号 邮编：100083 电话：办公室：(+86 10)66554848；文献借阅、咨询服务、科技查新：66554700 |