冷冲模智能CAD系统的研究与开发
|
摘要
本文总结了作者在课题“冷冲模智能CAD系统”中所做的工作，论述了系统的设计原理与实现技术。
论文首先分析了计算机辅助设计的优势，阐述了国内外冲模CAD／CAM的发展现状、存在问题以及发展趋势，为系统实现提供了强有力的理论依据。其次，论文从两个方面论述了系统的技术支持。一方面，分别论述了为系统实现提供后台支持的数据管理方式，包括程序化数据管理、文件数据管理以及数据库数据管理等，并对本系统中主要采用的关系数据库数据管理方式与数据规范化理论作了详细地阐述；另一方面，较为全面地介绍了系统的开发环境，包括图形处理平台、软件开发语言以及前后台数据接口引擎等，并对系统的总体结构进行了规划，建立了便于系统实现的功能模型。最后，论文对系统的部分关键功能模块作了详细的展开论述，包括冲件图逻辑约束检测模块、冲裁件工艺性分析模块、冲裁工艺方案决策模块、级进模工步设计与合理性评价模块、工作零件设计模块、总装图生成模块等。在对这些模块的论述过程中，作者着重阐述了系统所采用的模糊决策技术、专家系统技术以及一些新的算法思想，包括孔边(间)距的计算、压力中心计算、装配消隐、明细表自动生成等。
In this paper the author's work on the intelligent stamping die CAD system is summarized, and the principles and implement of the system are expounded.
First, in the paper, the general situation, the present problem and the developing trends in the future of stamping die CAD are introduced briefly, which provide sufficient theoretic basis for the development of the system. Second, the relative technique applied in the system is expounded from two sides. On one hand, the database structure design is explained in use of relational database and norm format theory, which is the primary management method of the data in the system. On the other hand, developing environment of the system is introduced, which is made up of graphic handling environment, software developing language and data transmission interface. In addition, the overall project design of this system is mainly dissertated in this part. Finally, the key functional modules of the system are expatiated in particular, which includes examining the logic rationality of the stamping part, analyzing the stamping process rationality, choosing the stamping process plan, designing the steps of the progressive die, designing the working parts and assembly drawing of the die and so on. In the above modules, fuzzy decision-making technique and expert system technique are adopted to solve the problem. In addition, some new algorithmic idea is put forward to improve the efficiency and quality of the system.
论文首先分析了计算机辅助设计的优势，阐述了国内外冲模CAD／CAM的发展现状、存在问题以及发展趋势，为系统实现提供了强有力的理论依据。其次，论文从两个方面论述了系统的技术支持。一方面，分别论述了为系统实现提供后台支持的数据管理方式，包括程序化数据管理、文件数据管理以及数据库数据管理等，并对本系统中主要采用的关系数据库数据管理方式与数据规范化理论作了详细地阐述；另一方面，较为全面地介绍了系统的开发环境，包括图形处理平台、软件开发语言以及前后台数据接口引擎等，并对系统的总体结构进行了规划，建立了便于系统实现的功能模型。最后，论文对系统的部分关键功能模块作了详细的展开论述，包括冲件图逻辑约束检测模块、冲裁件工艺性分析模块、冲裁工艺方案决策模块、级进模工步设计与合理性评价模块、工作零件设计模块、总装图生成模块等。在对这些模块的论述过程中，作者着重阐述了系统所采用的模糊决策技术、专家系统技术以及一些新的算法思想，包括孔边(间)距的计算、压力中心计算、装配消隐、明细表自动生成等。
In this paper the author's work on the intelligent stamping die CAD system is summarized, and the principles and implement of the system are expounded.
First, in the paper, the general situation, the present problem and the developing trends in the future of stamping die CAD are introduced briefly, which provide sufficient theoretic basis for the development of the system. Second, the relative technique applied in the system is expounded from two sides. On one hand, the database structure design is explained in use of relational database and norm format theory, which is the primary management method of the data in the system. On the other hand, developing environment of the system is introduced, which is made up of graphic handling environment, software developing language and data transmission interface. In addition, the overall project design of this system is mainly dissertated in this part. Finally, the key functional modules of the system are expatiated in particular, which includes examining the logic rationality of the stamping part, analyzing the stamping process rationality, choosing the stamping process plan, designing the steps of the progressive die, designing the working parts and assembly drawing of the die and so on. In the above modules, fuzzy decision-making technique and expert system technique are adopted to solve the problem. In addition, some new algorithmic idea is put forward to improve the efficiency and quality of the system.
引文
[1]李志刚，李德群，肖景容．模具计算机辅助设计．武汉：华中理工大学出版社，1990
[2]吴泉源，刘江宁．人工智能与专家系统．北京：国防科技大学出版社，1995
[3]邹开其，徐扬编著．模糊系统与专家系统．成都：西南交通大学出版社，1989
[4]陈启浩著．模糊值及其在模糊推理中的应用．北京：北京师范大学出版社，2000
[5]肖祥芷．冲压工艺与模具计算机辅助设计．北京：国防工业出版社，1996
[6]肖景容等．模具计算机辅助设计与制造．北京：国防工业出版社，1990
[7]Michael R.Duffey and Qiang Sun. Knowledge-Based Design of Progressive Stamping Dies. Jounal of Material Processing Technology, 1991(28)
[8]邓清．模具智能制造中的关键技术研究．博士：上海交通大学博士论文，1996
[9]Holtz W.B. The CAD Rating Guide-a Comprehensive Comparison of Over 120 CAD systems. New Hampshire,1997
[10]Snna C Thomton. A mathematical framework for the key characteristic process. MIT working paper, 1999
[11]奚皓等．圆筒形及矩形件的拉深模CAD系统．模具技术，1990
[12]马颖．模具CAD／CAM技术的发展概况．甘肃工业大学学报，1996(6)：28～31
[13]Li-Li Jiang. Tobal flexible CAD technology and its application. Chinese Journal of Manufacturing Technology and Machine Tools, 1998
[14]屈新怀，刘全坤．冲模CAD中冲裁件图形数据的生成与存储．合肥工业大学学报(自然科学版)，1999(6)：17～20
[15]张佑生，何洲平，李寿兵．基于产生式规则和模糊推理的注射模总体结构．小型微型计算机系统，2000(10)：1222～1225
[16]李志刚．模具CAD／CAM．北京：机械工业出版社，1997
[17]新智工作室编著。VB 6.0中文版教程．成都：电子工业出版社，2000
[18]萨师煊，王珊．数据库系统概论(第三版)．北京：高等教育出版社，2000
[19]蔡希林．AutoCAD2000中文版实用教程．北京：清华大学出版社，2001
[20]李凤华．AutoCAD2000／2002 VBA开发指南．北京：清华大学出版社，2001
[21]王钰编著．用VBA开发AutoCAD 2000应用程序．北京：人民邮电出版社，1999
[22]孔祥丰等译．AutoCAD VBA从入门到精通．成都：电子工业出版社，2001
[23]叶以农，刘志刚等。AutoCAD2000 ActiveX与VBA参考手册．北京：中国电力出版社，2001
[24]温贤发编著．Visual Basic 6数据库程序设计高手．北京：科学出版社，2001
[25]R.L.LaBarge, J.L.Duncan and S.C.Biondich. A geometrical model for determining sheet metal forming tool profiles. Proceedings of the North American Metalworking Research Conference, 1987
[26]S Meeran, M J Prantt. Automated Feature Recognition from 2D Drawing.
Computer-aided Design, 1993
[27]冲模设计手册编写组．冲模设计手册．北京：机械工业出版社，2000
[28]万战胜．冲压工艺及模具设计．北京：中国铁道出版社，1995
[29]王孝培．冲压手册．北京：机械工业出版社，1990
[30]尹朝庆，尹皓编著．人工智能与专家系统．北京：中国水利水电出版社，2002
[31]张佑生，何洲平，程光．冲裁工艺设计决策专家系统及实现．计算机工程，2001(4)：11～13
[32]潘筱剑．冲裁工艺方案的模糊决策与实现．模具技术，2000(3)：8～13
[33]余年生，王乾廷．支持知识库的冲裁工艺专家系统．机电工程技术，2002(7)：106～108
[34]Z-C. Lin and C-Y. Hsu. An investigation of an expert system for sheafing cut progressive die design. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 11, 1996
[35]Zhang Zhao-Tao, Ph.D.. Computer method of die design for sheet metal forming, UMI, 1992
[36]Seiji Nakahara. Computer Aided Progressive Die Design. Proc.19th Machine Tool Design and Research Conf. Macmillan, London, 1978
[37]R.L.LaBarge, J.L.Duncan and S.C.Biondich. A geometrical model for determining sheet metal forming tool profiles. Proceedings of the North American Metalworking Research Conference, 1987
[38]易际明，朱启凡．多凹模冲裁压力中心的计算机辅助设计．模具工业，1998(9)：12～14
[39]束庆斌，刘晓平．冷冲模CAD的装配建模研究．合肥工业大学学报(自然科学版)，2001(10)：894～900
[40]刘全坤，刘克素．支持Top-down设计的冲裁模装配图设计．机械工程学报，2001(12)：94～96
[41]R. S. Lee, L. C. Chuang, T. T. Yu and M. T. Wu. Development of an assessment system for sheet metal forming. In Proceedings of the International Conference on Precision Engineering 1995, Singapore, 12, 1995
[42]杨鑫华，苏铁明等．冲模CAD系统中基于功能部件的层次化装配模型和相关技术研究．模具工业，2002(6)：3～6
[43]Y.M.Chen, R.A.Miller and K.Sevenler. Knowledge-based manufacturability assessment:an object-oriented approach. Journal of Intelligent Manufacturing, 6, 1995
[44]李辉平，栾贻国．冲模CAD系统中装配图消隐算法．金属成形工艺，2001(6)：52～54
[2]吴泉源，刘江宁．人工智能与专家系统．北京：国防科技大学出版社，1995
[3]邹开其，徐扬编著．模糊系统与专家系统．成都：西南交通大学出版社，1989
[4]陈启浩著．模糊值及其在模糊推理中的应用．北京：北京师范大学出版社，2000
[5]肖祥芷．冲压工艺与模具计算机辅助设计．北京：国防工业出版社，1996
[6]肖景容等．模具计算机辅助设计与制造．北京：国防工业出版社，1990
[7]Michael R.Duffey and Qiang Sun. Knowledge-Based Design of Progressive Stamping Dies. Jounal of Material Processing Technology, 1991(28)
[8]邓清．模具智能制造中的关键技术研究．博士：上海交通大学博士论文，1996
[9]Holtz W.B. The CAD Rating Guide-a Comprehensive Comparison of Over 120 CAD systems. New Hampshire,1997
[10]Snna C Thomton. A mathematical framework for the key characteristic process. MIT working paper, 1999
[11]奚皓等．圆筒形及矩形件的拉深模CAD系统．模具技术，1990
[12]马颖．模具CAD／CAM技术的发展概况．甘肃工业大学学报，1996(6)：28～31
[13]Li-Li Jiang. Tobal flexible CAD technology and its application. Chinese Journal of Manufacturing Technology and Machine Tools, 1998
[14]屈新怀，刘全坤．冲模CAD中冲裁件图形数据的生成与存储．合肥工业大学学报(自然科学版)，1999(6)：17～20
[15]张佑生，何洲平，李寿兵．基于产生式规则和模糊推理的注射模总体结构．小型微型计算机系统，2000(10)：1222～1225
[16]李志刚．模具CAD／CAM．北京：机械工业出版社，1997
[17]新智工作室编著。VB 6.0中文版教程．成都：电子工业出版社，2000
[18]萨师煊，王珊．数据库系统概论(第三版)．北京：高等教育出版社，2000
[19]蔡希林．AutoCAD2000中文版实用教程．北京：清华大学出版社，2001
[20]李凤华．AutoCAD2000／2002 VBA开发指南．北京：清华大学出版社，2001
[21]王钰编著．用VBA开发AutoCAD 2000应用程序．北京：人民邮电出版社，1999
[22]孔祥丰等译．AutoCAD VBA从入门到精通．成都：电子工业出版社，2001
[23]叶以农，刘志刚等。AutoCAD2000 ActiveX与VBA参考手册．北京：中国电力出版社，2001
[24]温贤发编著．Visual Basic 6数据库程序设计高手．北京：科学出版社，2001
[25]R.L.LaBarge, J.L.Duncan and S.C.Biondich. A geometrical model for determining sheet metal forming tool profiles. Proceedings of the North American Metalworking Research Conference, 1987
[26]S Meeran, M J Prantt. Automated Feature Recognition from 2D Drawing.
Computer-aided Design, 1993
[27]冲模设计手册编写组．冲模设计手册．北京：机械工业出版社，2000
[28]万战胜．冲压工艺及模具设计．北京：中国铁道出版社，1995
[29]王孝培．冲压手册．北京：机械工业出版社，1990
[30]尹朝庆，尹皓编著．人工智能与专家系统．北京：中国水利水电出版社，2002
[31]张佑生，何洲平，程光．冲裁工艺设计决策专家系统及实现．计算机工程，2001(4)：11～13
[32]潘筱剑．冲裁工艺方案的模糊决策与实现．模具技术，2000(3)：8～13
[33]余年生，王乾廷．支持知识库的冲裁工艺专家系统．机电工程技术，2002(7)：106～108
[34]Z-C. Lin and C-Y. Hsu. An investigation of an expert system for sheafing cut progressive die design. International Journal of Advanced Manufacturing Technology, 11, 1996
[35]Zhang Zhao-Tao, Ph.D.. Computer method of die design for sheet metal forming, UMI, 1992
[36]Seiji Nakahara. Computer Aided Progressive Die Design. Proc.19th Machine Tool Design and Research Conf. Macmillan, London, 1978
[37]R.L.LaBarge, J.L.Duncan and S.C.Biondich. A geometrical model for determining sheet metal forming tool profiles. Proceedings of the North American Metalworking Research Conference, 1987
[38]易际明，朱启凡．多凹模冲裁压力中心的计算机辅助设计．模具工业，1998(9)：12～14
[39]束庆斌，刘晓平．冷冲模CAD的装配建模研究．合肥工业大学学报(自然科学版)，2001(10)：894～900
[40]刘全坤，刘克素．支持Top-down设计的冲裁模装配图设计．机械工程学报，2001(12)：94～96
[41]R. S. Lee, L. C. Chuang, T. T. Yu and M. T. Wu. Development of an assessment system for sheet metal forming. In Proceedings of the International Conference on Precision Engineering 1995, Singapore, 12, 1995
[42]杨鑫华，苏铁明等．冲模CAD系统中基于功能部件的层次化装配模型和相关技术研究．模具工业，2002(6)：3～6
[43]Y.M.Chen, R.A.Miller and K.Sevenler. Knowledge-based manufacturability assessment:an object-oriented approach. Journal of Intelligent Manufacturing, 6, 1995
[44]李辉平，栾贻国．冲模CAD系统中装配图消隐算法．金属成形工艺，2001(6)：52～54