数控纵切机床智能CAPP系统与工艺决策

　　2.2 规则的表示

　　(1)工艺参数规则。工岂参数的选择包括了切削用量三要素的确定，即：主轴转速、切削深度和进给速度。确定这些切削用量要素时，需要考虑的因素除零件本身的要求外，还要考虑刀具的限制。如下是一条选择工艺参数的规则：

　　IF(毛坯材料黄铜) AND
　　(刀具材料高速钢) AND
　　(加工步正偏差0 1) AND
　　(加工步负偏差-0.1)AND
　　(加工步粗糙度Ra3.2)THEN
　　(丰轴转速2 900r／min；切削深度1.75mtn；进给速度0.08mm/r)：

　　对于工艺参数结论的合理性，可以通过不断地训练和总结经验来进行修正。

　　(2)工艺路线的规划。由于数控纵切机床结构的特殊性，即在加工过程中必须考虑其最大凹退长度，保证在最大回退长度范围之内加工。在划分工艺路线时，不仅需要考虑粗、精加工的划分，还要考虑刀具已走过距离是否满足小于最大回退长度的要求。如下是一条工艺路线的规则：

　　IF(毛坯材料黄铜) AND
　　(加工步正偏差0.1) AND
　　(加工步负偏差-0.1)AND
　　(加工步粗糙度Ra1.6)
　　THEN
　　JF(加工步长度小于最大回退长度)
　　THEN(加丁方法粗车-半精年-精车)
　　ELSE(分段使满足要求)

　　在数控纵切机床加工工艺规划过程中，有一类需要特别注意的工艺，即用槽刀进行槽内部的倒圆和倒角处理。通常的倒圆倒角都是采用正向刀具或反向刀具处理，但由于数控纵切机床加工零件细小，如果在槽内部的倒圆倒角仍然采用普通的车刀来处理，将会造成干涉现象，对零件形状造成影响。因此，在用槽刀进行切槽处理时，若在槽内部有倒圆倒角，用槽刀一并处理。如下是用槽月处理槽内部倒圆倒角的工艺路线规则：

　　IF(加工步特征槽)AND(槽内部特征倒圆[或倒角])

　　THEN(加工方法倒圆[倒角]一切槽一(倒圆[倒角])AND加工刀具槽刀)

3 数控纵切机床加工智能cAPP系统的推理控制策略

　　推理是指按照某种策略从已知事实出发去推出结论的过程。所朋到的事实分为两种：一种是与求解问题有关的初始证据，另一种是推理过程中所得到的中间结果。智能系统的推理包括两个基本问题：一个是推理方法，一个是推理的控制策略。推理方法主要解决在推理过程中前提与结论之问的逻辑关系，按推理的逻辑基础，常用的推理方法可分为演绎推理、归纳推理和默认推理。推理策略是指如何使用领域知识使推理过程尽快达到目标的策略，包括了正向推理、反向推理和混合推理。其中混合推理是正向推理和反向推理的结合应用。

　　推理方法及推理策略，与目标对象及实际采用的知识库结构有关。这罩，工艺决策模块主要采用产生式规则来表示知识，推理机采用演绎推理。数控纵田机床工艺设计的目标是产生工艺规程，而同，零件有可能采用多种工艺规程加工，故不宜采用目标驱动模式(反向推理策略)，而应采用数据驱动模式(正向推理策略)，即从零件毛坯开始，根据零件的基本信息调用工艺决策模块逐层分析，形成零件工艺加工规程，完成工艺设计任务。

　　下面以一个零件的工艺路线安排(图2)为例来说明智能cAPP模型推理控制策略的实现。

图2典型零件

　　零件材料为黄铜，跃度20mm。机床最大回退长度25mm。加工正偏差0.1mm，负偏差0.1mm，粗糙度要求Ra1.6。按推理控制策略，可做如下推理：

　　(1)特征汉别。具有槽内倒角特征。

　　(2)加工方法推理。加工正偏差0.1mm，负偏差-0.1mm，材料黄铜，粗糙度要求Ra3.2，通过与知识库中知识比对，确定加工方法为：粗车-半精车-精车。

　　(3)加工序列推理。由于零件长度满足机床最大回退长度要求，不用考虑分段。但根据步骤(1)分析，得出具有槽内倒角的特征，倒角应与槽一起加工，因此，最终加_亡序列为：1，2—8，9。

　　(4)加工余量推理。根据加工精度要求和专家知识库进行分析，可得出加工余量的数值。其数值与加工具体环境有关，可以通过多次试验得出最佳数值，在此不再列出。

　　(5)刀具选择推理。由上述步骤(1)-(4)的推理，得出刀具包括：外圆正向刀具，槽刀，切断刀。上述步骤(1)-(5)即为通过CAPP工艺规划系统模型推出的适合图2所示零件的工艺规程结论。

4 小结

　　针对数控纵切机床及加工零件特征，提出了其智能CAPP系统模型结构。基于产生式规则的知识表示方法及基于演绎式推理的推理方式，建立了知识库和推理控制策略。所开发的智能CAPP系统已作为宁江集团CKN1112数控纵切自动车床图形化数控编程系统的一部分，并已投入使用，使得工艺设计时间减少了50％以上，工艺合理性得到提高。系统能将工艺专家经验总结并集成知识管理，有效地实现工艺专家知识的积累和继承。