更新時(shí)間:2008-9-1 16:02:33 文章來源:互聯(lián)網(wǎng) 點(diǎn)擊:
事例推理的關(guān)鍵在于事例的提取和描述。事例的描述是通過特征表示完成的,并將特征以代碼的形式進(jìn)行存儲(chǔ),推理時(shí)采用指針提取代碼來獲得事例的關(guān)鍵信息,實(shí)現(xiàn)設(shè)計(jì)推理。
推理時(shí)首先需進(jìn)行事例的檢索,檢索是基于一定的索引方式和相似度定義通過特征識(shí)別實(shí)現(xiàn)的,檢索到相近事例后還需進(jìn)行相似算法的匹配,即計(jì)算兩個(gè)事例的相似度。計(jì)算模型為
式中,i表示第i個(gè)匹配的特征;
相似度[i]表示事例間第i個(gè)特征的相似度;
權(quán)重[i]表示第i個(gè)特性的權(quán)重因子。
當(dāng)特征值相等時(shí),相似度[i]=權(quán)重[i];特征值不等時(shí),相似度[i] =0。
系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)是通過識(shí)別塑件主特征來檢索出最相似的事例,但具有相同主特征的事例可能有多個(gè),為此需要通過輔助特征來進(jìn)一步篩選出最相近的事例。相似度[i]的計(jì)算主要依據(jù)特征的屬性,不同屬性的特征對(duì)應(yīng)的值不同。CBR中的每個(gè)事例都有一組特定的屬性{a1,a2,a3…ai…an},屬性ai的權(quán)值可通過公式(2)進(jìn)行計(jì)算,其中Pi是與新事例相關(guān)的事例庫中的事例屬性ai出現(xiàn)的概率,qi是與新事例無關(guān)的事例庫中的事例屬性ai出現(xiàn)的概率。
計(jì)算出相似度[i]和權(quán)重[i]后,通過公式(1)就可以得出事例庫中每個(gè)事例與新事例的相似度,相似度最高的被評(píng)定為最相似事例,然后系統(tǒng)會(huì)根據(jù)相似度最高的事例來設(shè)計(jì)新的澆注系統(tǒng)。如果經(jīng)過計(jì)算得出的相似度低于75%,則認(rèn)為事例庫中沒有相近的事例。此時(shí)可選取一個(gè)比較相近的事例為基礎(chǔ),進(jìn)行人工交互設(shè)計(jì),設(shè)計(jì)結(jié)果經(jīng)過驗(yàn)證合理后,也將被作為新的事例存入事例庫。
對(duì)系統(tǒng)推理設(shè)計(jì)出的澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案,認(rèn)為滿意后即可直接輸出,也可通過MoldFlow分析軟件作進(jìn)一步的模流分析驗(yàn)證,對(duì)不滿足設(shè)計(jì)要求的結(jié)果,則需返回系統(tǒng)重新進(jìn)行設(shè)計(jì)。
4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的實(shí)例
圖3為某報(bào)警器殼體塑件,材料為ABS,塑件外形尺寸為高 52mm,直徑為60mm,塑件壁厚1.5mm,設(shè)計(jì)要求為一模八腔。塑件外觀不允許有明顯的澆口痕跡。
塑件的幾何形狀屬一端封閉的圓筒形,結(jié)構(gòu)不很規(guī)則。圓筒上部有16條筋與頂部圓弧面連接,下部圓柱面上沿底部圓周外壁不均勻地分布有4個(gè)凸起結(jié)構(gòu),圓柱部分底面為平面。內(nèi)形為階梯形圓柱孔。該塑件不需用側(cè)向抽芯的模具結(jié)構(gòu)即可成形。其主要特征為圓筒形和圓弧頂面,輔助特征為連接筋和局部凸起結(jié)構(gòu)。應(yīng)用智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)進(jìn)行澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的過程如下:
1)獲取信息
進(jìn)入智能化設(shè)計(jì)系統(tǒng)后,首先對(duì)塑件進(jìn)行特征識(shí)別,然后通過圖4所示的對(duì)話框,來獲得塑件的半徑、高度和模板厚度及型腔數(shù)量與位置分布等信息。同時(shí)系統(tǒng)根據(jù)塑件材料參數(shù)及尺寸進(jìn)行體積與質(zhì)量計(jì)算。
2)進(jìn)入RBR引導(dǎo)的智能化設(shè)計(jì)模塊
首先系統(tǒng)進(jìn)行初始化設(shè)計(jì),以確定流道的布局形式、澆口的類型、數(shù)目和位置。其中流道的布局形式信息是通過系統(tǒng)對(duì)話框窗口獲得的。澆口的數(shù)目由系統(tǒng)運(yùn)行內(nèi)部規(guī)則知識(shí)庫經(jīng)過計(jì)算來確定。澆口類型和位置設(shè)計(jì)的推理過程如下:
IF 外觀質(zhì)量要求=外觀無明顯痕跡
AND 材料=ABS AND 主特征=圓筒形和圓弧頂面 AND 輔助特征=連接筋 AND 塑件對(duì)稱性=非;
THEN 澆口類型=【點(diǎn)澆口】;
IF 主特征=圓筒形和圓弧頂面 AND
輔助特征=連接筋A(yù)ND 限制特征=邊限制;
THEN 澆口位置 = 【圓弧頂面中心位置】。
澆注系統(tǒng)的類型及澆口位置等確定后,系統(tǒng)進(jìn)入優(yōu)化設(shè)計(jì)階段。通過采用遺傳算法進(jìn)行最佳澆口位置的自動(dòng)搜索,使得不同流動(dòng)路徑的等效流長(zhǎng)差異的算術(shù)平均值最小,從而保證澆注系統(tǒng)的流動(dòng)平衡。根據(jù)塑件及其材料的相關(guān)信息和優(yōu)化的澆口位置,系統(tǒng)推出了在塑件頂面圓弧中心位置的單點(diǎn)澆口進(jìn)料方式。
最后系統(tǒng)根據(jù)初始階段和優(yōu)化設(shè)計(jì)的結(jié)果,進(jìn)行流道尺寸與截面形狀及澆口尺寸的詳細(xì)設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)過程中需根據(jù)選用的模架尺寸,運(yùn)用系統(tǒng)的規(guī)則知識(shí)庫和相關(guān)數(shù)學(xué)模型進(jìn)行各部分的尺寸計(jì)算。如:
主流道尺寸確定:
IF 塑件材料=ABS
THEN 主流道錐度α=3°
topXRadius=注塑機(jī)噴嘴直徑;
height=定模板厚度+脫流道板厚度;
系統(tǒng)通過D=topXRadius+2.0*height/tan(43*PI/90)
計(jì)算主流道大端直徑。
澆口尺寸的計(jì)算,系統(tǒng)是根據(jù)識(shí)別出的塑件特征尺寸及體積和質(zhì)量的計(jì)算,再通過上述過程,系統(tǒng)即可給出完整的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方案,本例推出的一模八腔澆口直徑的經(jīng)驗(yàn)計(jì)算模型求得的。同理系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)規(guī)則推理和數(shù)據(jù)計(jì)算可確定出合理的流道截面形狀和各級(jí)分流道及冷料穴的尺寸。
單點(diǎn)澆口的平衡式布局的設(shè)計(jì)結(jié)果如圖5所示。
5結(jié)束語
澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)是注塑模具設(shè)計(jì)中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),傳統(tǒng)的以經(jīng)驗(yàn)為主的設(shè)計(jì)方法難以滿足現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品對(duì)模具高質(zhì)量、短周期的設(shè)計(jì)要求。本文在對(duì)塑件的幾何特征和模具澆注系統(tǒng)組成特征進(jìn)行分類及對(duì)澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)、典型結(jié)構(gòu)及專家經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行全面分析總結(jié)的基礎(chǔ)上,應(yīng)用知識(shí)工程的方法,建立了澆注系統(tǒng)設(shè)計(jì)的知識(shí)規(guī)則庫和事例庫,并用RBR和CBR相結(jié)合的推理技術(shù),實(shí)現(xiàn)了注塑模具澆注系統(tǒng)的智能化設(shè)計(jì)。本文的工作為進(jìn)一步實(shí)施注塑模具的智能化設(shè)計(jì)奠定了基礎(chǔ)。
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