基于特征的数控技术加工工艺的决策支持

　　有了特征信息作为系统输入,并建立了数控技术加工的知识库与资源库,系统就具备了对数控技术加工工艺设计决策过程进行辅助的基本条件,以下将论述本系统的构成和整个推理过程。

　　3.1 系统的构成

　　数控技术工艺决策模块的构成如图2 所示。 图中各个模块的作用主要是根据工艺人员输入的零件信息配合数控技术加工工艺知识库中数控技术加工工艺知识和数控资源库的数控技术资源信息,利用一定的推理规则实现零件数控技术加工工艺的决策支持,其中包括数控技术加工方法的选择,确定夹具、刀具、数控技术加工参数以及数控技术加工设备。

图2 　数控工艺决策模块构成

　　3.2 推理规则

　　整个决策过程的核心是数控技术加工方法链的决策过程。 由于本系统采用的数控技术加工工艺知识库主要是依据不同的特征建立相对应的加工方法链,所以数控技术加工工艺辅助决策的推理机制主要是采取演绎推理的形式。 数控技术加工工艺辅助决策推理方式是利用特征设计所给出的特征信息来匹配数控技术加工知识库中符合条件的加工方法链。 由用户确定使用哪个数控技术加工方法链作为理想的加工方法链。

　　下面是一个简单例子,说明系统是如何使用演绎推理的方法辅助数控技术加工工艺的决策。

　　规则1 : IF{形状是简单孔,直径范围1～20 ,长度范围1 ～ 40 , 顶角范围1 ～ 180 , 表面粗糙度>Ra10 ,尺寸精度> IT11}

　　THEN{加工方法链:DRILL IN G}

　　规则2 : IF{形状是简单孔,直径范围1～20 ,长度范围30～120 ,顶角范围1～180 ,表面粗糙度>Ra10 ,尺寸精度> IT11}

　　THEN{加工方法链:PECK DRILL IN G}

　　规则3 : IF{形状是沉头孔,大孔直径范围1～60 ,大孔深度范围1～40 ,小孔直径范围1～30 ,整体孔深度范围10～80 ,顶角范围1～180 ,表面粗糙度> Ra10 ,尺寸精度> IT11}

　　THEN{加工方法链:DRILL IN G- COUNTER2BORIN G}

　　而今有如下特征:特征信息= 简单孔,直径=15 ,长度= 30 ,顶角= 118 ,表面粗糙度= Ra11 ,尺寸精度= IT12。 推理过程为:

　　第一步:几何特征为简单孔,满足规则1 、2 的要求;

　　第二步:直径、长度、顶角、表面粗糙度、尺寸精度的值落在规则一的属性值域范围内,推理结果是DRILL IN G成为系统推荐的加工方法链。

　　数控技术加工方法链的推理过程如图3 所示。 系统首先是依据输入的特征信息自动匹配出加工方法库中适合的加工方法。 而后由数控技术加工工艺人员从中选定一种加工方法链作为认定的理想加工方法链,如果数控技术工艺设计人员认为没有适合的加工方法链,则可以手动输入或者修改当前的加工方法链,直至得到理想的数控技术加工方法链。

图3 　数控加工方法链的推理过程

　　3.3 推理过程的控制

　　系统的核心是理想加工方法链的生成过程。 但是推理过程的控制对于整个系统而言也十分重要,这是因为推理过程的控制主要是解决求解过程中知识的选择和应用顺序,也就是说合理的控制策略可以减少推理过程中推理费用,以达到减少知识匹配费用以及知识应用费用的目的。

　　本数控技术加工工艺决策支持系统流程图如图4 所示,将对每一条所选的数控技术加工方法链提供夹具和机床选择的决策支持,而对于每一个数控技术加工链中的数控技术加工方法则提供了数控技术刀具和数控技术加工参数的决策支持。

图4 　数控加工工艺决策支持系统流程

4 实　例

　　图5 - A 是一个法兰零件中间数控技术加工工序模型。 本工序需要加工的是该零件中间的槽。 这个槽的尺寸是50 ×60 ×20 ,其表面精度是IT11 ,尺寸精度是Ra10。 系统将利用演绎的方法在加工知识库中自动匹配相应的加工方法链。 数控技术知识库中对应该特征的加工方法链有: PLANAR-MILL ; PLANAR-MILL-finishing-PLANAR MILL ; CAVITY -MILL ; ZL-EVEL-FOLLOW-CAVITY。 结果发现数控技术加工知识库中适合该特征的加工方法链仅有两条: ①PLANAR-MILL ; ②CAVITY-MILL。 而后系统将这两条数控技术加工方法链提供数控技术加工工艺设计人员以供选择。 如果数控技术加工工艺设计人员认为系统提供的数控技术加工方法链是可以使用的,可以选择其中一条加工方法链譬如加工方法2 ,系统则会生成与该加工方法链有相关的信息,并根据该加工方法链匹配适合的加工参数、加工刀具、机床。 而后数控技术加工工艺设计人员就可以利用CAM 软件的功能再微调一些数据,最后就可以自动生成该工序所需要的数控技术加工的走刀轨迹。 图5 - B 就是该工序生成根据加工方法链2 所生成的加工走刀轨迹。

5 结　论

　　本系统以零件数控技术加工工艺设计过程为研究对象,通过特征技术,为零件的数控技术加工工艺设计提供了方便高效的手段。 本系统可以对已知特征的数控技术加工提供辅助决策功能,不但提高了数控技术加工工艺的编制效率,而且大大提高了企业数控技术加工工艺的编制质量。 另外通过数控技术加工知识库可以保留以前企业数控技术加工工艺设计人员的经验,在一定程度上解决了数控技术加工工艺设计技术延续性不强的问题,使企业的数控技术加工工艺设计技术更上一个台阶。