計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的技術(shù)模具的決策支持外文文獻(xiàn)翻譯、中英文翻譯
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計(jì)算機(jī)為基礎(chǔ)的技術(shù),模具的決策支持
設(shè)計(jì)過程
aigar Hermaste
ANNES Sutt
遏制庫特納
摘要:
今天,有一個(gè)明顯的趨勢(shì),在工程行業(yè)使用更多的塑料和復(fù)合材料。注塑產(chǎn)品的市場(chǎng)的時(shí)間越來越短,更關(guān)鍵的,因此所需的時(shí)間,可用來制作注塑模具減少。這將需要的產(chǎn)品,工藝和材料性能的綜合優(yōu)化。為了實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品,工具和流程的優(yōu)化,在設(shè)計(jì)過程的早期決定必須得到支持。
注塑成型是一種近凈成形制造過程中必不可少的元素,它可能占產(chǎn)品總成本和工程行業(yè)的發(fā)展時(shí)間超過25%,特別是當(dāng)訂單數(shù)量小。
本文介紹決策分析方法來分析公司的最佳實(shí)踐的,并使用改進(jìn)的計(jì)算機(jī)支持的模具設(shè)計(jì)過程分析的結(jié)果。模式識(shí)別技術(shù)一起使用,由作者開發(fā)的問卷調(diào)查,評(píng)估技術(shù)上和經(jīng)濟(jì)上接受不同的塑料制品和注塑模具參數(shù)變化。收集信息的最佳實(shí)踐是從不同的愛沙尼亞公司,開發(fā)的問卷。該決定的執(zhí)行情況分析結(jié)果定制Unigraphics的MoldWizard系統(tǒng)描述。
關(guān)鍵詞:注塑模具的設(shè)計(jì),決策分析和支持系統(tǒng),問卷調(diào)查,以評(píng)估最佳的工程實(shí)踐,模式識(shí)別方法
1引言
如今,模具設(shè)計(jì)面臨越來越大的最后期限的壓力和設(shè)計(jì)本身主要是根據(jù)模具設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)為基礎(chǔ)。模具設(shè)計(jì)師必須具備深入和廣泛的經(jīng)驗(yàn),因?yàn)樵敿?xì)的決策需要不同的參數(shù)之間的相互作用的知識(shí)。
今天,許多CAD系統(tǒng)提供的幾何造型功能,促進(jìn)模具設(shè)計(jì)起草行動(dòng),但不提供廉價(jià)的解決方案所需的知識(shí),養(yǎng)成良好的模具設(shè)計(jì),模具設(shè)計(jì)。
計(jì)算機(jī)輔助工程包通常是在數(shù)據(jù)處理informationintensive問題。然而,在模具設(shè)計(jì)需要大量的實(shí)用知識(shí)。所以的方法,如何來描述最佳實(shí)踐數(shù)據(jù)和CAD系統(tǒng)的投入,發(fā)展良好的模具設(shè)計(jì),必須考慮下。
以前的作品,運(yùn)用計(jì)算機(jī)技術(shù)在注塑成型領(lǐng)域,涉及許多方面的注塑模具的設(shè)計(jì)活動(dòng)。作為一個(gè)例子,回族和譚[2]提出了一種啟發(fā)式搜索方法的基礎(chǔ)上掃
業(yè)務(wù)發(fā)展確定脫模方向自動(dòng)模具設(shè)計(jì)系統(tǒng),臨別線,側(cè)核心,堿液和永[3]建立了計(jì)算機(jī)輔助工具注射機(jī),注射槍,噴射器的大小和位置的選擇。
基于知識(shí)的系統(tǒng)都表現(xiàn)出很大的潛力,協(xié)助設(shè)計(jì)師CAD系統(tǒng)交互概念化的設(shè)計(jì),以及最后工程通過廣泛的分析程序工程拇指規(guī)則的模具設(shè)計(jì)。模具設(shè)計(jì)的知識(shí)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)的主要優(yōu)點(diǎn)是明確的代表和操作知識(shí),代表人類的專長(zhǎng)和最佳實(shí)踐的公司。
本文描述的方法來開發(fā)一個(gè)基于CAD模具設(shè)計(jì)支持技術(shù)。 Unigraphics的NX的MOLDWIZARD已被選定為基地為例。
2途徑和方法
工程決策分析是一個(gè)過程,允許檢查在結(jié)構(gòu)和有效的方式作出決定。決策分析使用技術(shù),如模式識(shí)別8] [9],人工智能,機(jī)器學(xué)習(xí)[8]和其他人,以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)決策模式和數(shù)據(jù)的關(guān)系,整合現(xiàn)有的分析設(shè)計(jì)方法和手段。它可以被看作是計(jì)算機(jī)自動(dòng)分析和勘探的數(shù)據(jù)和知識(shí),在設(shè)計(jì)塑料部件,其制造技術(shù),包括注塑模具的設(shè)計(jì)公司使用(最佳實(shí)踐)。知識(shí)發(fā)現(xiàn),機(jī)器學(xué)習(xí)或數(shù)據(jù)挖掘往往涉及大型數(shù)據(jù)庫。然而,通常建立數(shù)據(jù)庫知識(shí)發(fā)現(xiàn)的其他用途,往往是很多的冗余數(shù)據(jù)庫中的屬性。這增加了知識(shí)發(fā)現(xiàn)的復(fù)雜性和降低了發(fā)現(xiàn)知識(shí)的質(zhì)量。
知識(shí)發(fā)現(xiàn)需要以下步驟:
連續(xù)屬性預(yù)處理,優(yōu)化的屬性值,
消除無用的屬性。
?尋找一個(gè)很好的屬性約簡(jiǎn)(有時(shí)也被稱為功能選擇)
決策支持系統(tǒng)。
?從決策系統(tǒng)中提取知識(shí)。
?測(cè)試的規(guī)則和申請(qǐng)作出決定。
我們的做法是開發(fā)一個(gè)簡(jiǎn)單的系統(tǒng),以支持有效和合理的決定,在模具設(shè)計(jì)過程中使用現(xiàn)有的CAD元素代表收集知識(shí)。來形容的決定,并評(píng)估相應(yīng)的最佳實(shí)踐,是作者們從不同的使用闡述問卷愛沙尼亞公司收集的數(shù)據(jù)。標(biāo)準(zhǔn)的Excel技術(shù)被用于建模的決定。
我們所提出的決策分析技術(shù)幫助:
?塑料模型的一部分??,技術(shù)規(guī)劃和決策樹的模具設(shè)計(jì)問題。
?基于最佳實(shí)踐的分析決策模型,做出更好的設(shè)計(jì)決策
公司和使用模式識(shí)別技術(shù)。
?自定義CAD系統(tǒng)的塑料零件和模具設(shè)計(jì)(UG NX的MOLDWIZARD)
?溝通有效的設(shè)計(jì)方案,基本分析,最好??的設(shè)計(jì)結(jié)果
決策和支持的假設(shè)。
2.1知識(shí)獲取
整體模具設(shè)計(jì)過程中,包括產(chǎn)品設(shè)計(jì),選材,制造工藝的選擇,模具設(shè)計(jì)和模具制造過程中選擇,如圖1所示。模具設(shè)計(jì)過程包括模具基礎(chǔ)設(shè)計(jì)和型芯/型腔設(shè)計(jì)。在模具基地的設(shè)計(jì)過程中工程師有選擇模具類型,模具尺寸,加工方法和模具材料,塑料產(chǎn)品參數(shù)。在型芯和型腔設(shè)計(jì)過程中工程師有選擇熔體進(jìn)料系統(tǒng),冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)和彈射系統(tǒng),根據(jù)塑料產(chǎn)品參數(shù)。
?
在每一個(gè)選擇階段,作出幾項(xiàng)決定,以使這些選擇。決定如下:
融化飼料系統(tǒng)的有關(guān)決定:
1。腔的數(shù)量和布局,收縮率,注塑機(jī)的選擇
2。澆口的位置,大小,類型和截面
3。參賽者的布局,長(zhǎng)度,直徑,類型和截面
4。澆口位置,長(zhǎng)度,直徑,類型和截面的
5。分型線的數(shù)量和位置,彈射方向
冷卻和通風(fēng)系統(tǒng)的有關(guān)決定:
1。冷卻通道的長(zhǎng)度,直徑和布局,渠道本身及之間的距離
之間的渠道和模具型腔
2。排氣間隙或通風(fēng)口的位置和大小
模具基地大會(huì)的有關(guān)決定:
1。模具類型
2。模具尺寸
3。定位圈尺寸
4。輔助設(shè)備
彈射系統(tǒng)相關(guān)的決定:
1。彈射系統(tǒng)類型,布局,組件(板,銷,灌木)和它們的類型,
位置,尺寸和數(shù)量
2。噴射器回收系統(tǒng)的類型和位置
模具材料相關(guān)的決定:
1。型腔和型芯插入材料
2。型腔和型芯板材料
3。模具板材料
4。其他組件材料
加工方法有關(guān)決定:
1。型腔和型芯的加工和整理方法
2。門,亞軍和冷卻通道加工方法
3。模具板的加工方法
在我們的方法中,我們開發(fā)的問卷調(diào)查,收集信息和數(shù)據(jù),從愛沙尼亞公司。問卷分為以下四個(gè)部分:
1。產(chǎn)品信息 - 信息產(chǎn)品的尺寸,形狀,材料,生產(chǎn)和不同的環(huán)保要求等。
2。進(jìn)程信息 - 有關(guān)工具,注塑機(jī)和注塑過程中的信息參數(shù),如預(yù)熱,冷卻時(shí)間,射血時(shí)間等。
3。工具的信息 - 有關(guān)模具類型,模具的尺寸,型腔,亞軍的信息,噴射系統(tǒng),冷卻系統(tǒng),模具基礎(chǔ)組件,材料和加工方法。
4。- 關(guān)于成本的一部分,塑料材料成本,模具成本和信息成本信息加工成本。
對(duì)于每一個(gè)決策階段的決定,要制定最合理,最合適的技術(shù)評(píng)估收集的知識(shí)。在本文中,我們選擇,作為一個(gè)例子,模具基地大會(huì)相關(guān)的決策(模具類型和尺寸選擇)來展示如何擬議的方法可以用來在Unigraphics的NX MOLDWIZARD環(huán)境的。
3收集知識(shí)的評(píng)價(jià)
模具基地,在裝配設(shè)計(jì)的各個(gè)階段是不同的。模具的基本設(shè)計(jì)包括模具類型的選擇,模具的尺寸選擇,加工方法的選擇和模具材料的選擇。因此,這些不同的設(shè)計(jì)階段,不能只是代表一種知識(shí)表示的。根據(jù)我們必須做出什么樣的決定,合理的方法或機(jī)制必須選擇。每個(gè)制造商已經(jīng)開發(fā)自己的模具類型標(biāo)準(zhǔn)。我們的例子基于DME模具基地的標(biāo)準(zhǔn)組件。二甲醚提供六種不同類型的模具,選擇從UG NX的MOLDWIZARD在圖2所示。每個(gè)模具的類型有其自身的規(guī)范和板數(shù)(類型TCP,美聯(lián)社,英國石油公司,粗蛋白,..等),這取決于不同的塑料產(chǎn)品參數(shù)。產(chǎn)品參數(shù)也模式識(shí)別技術(shù)的輸入功能。
圖2。模具結(jié)構(gòu)類型:TCP,口岸 - 夾板,美聯(lián)社,英國石油公司 - 腔板,CP的 - 立管,最高人民檢察院 -
支撐板,素NP - 中間車牌號(hào)碼1,素NP2 - 中間車牌號(hào)碼2。
模式識(shí)別的基本目標(biāo)是提供一個(gè)有意義的分類輸入。它可以被看作是一個(gè)兩階段的過程:特征提取和模式分類。一個(gè)特點(diǎn)是分為輸入模式,采取了測(cè)量。一
合適的特征之一,這將提供一個(gè)明確的輸入特征。該模式分類,然后提供一組,然后映射到一個(gè)分類的特點(diǎn)狀態(tài)。鑒于輸入功能,分類必須決定哪種類型的類屬比賽關(guān)系最為密切。量詞通常依賴于距離度量和概率論,這樣做可以改造每一個(gè)非數(shù)值的數(shù)值,下面的編碼和描述規(guī)則:
1。產(chǎn)品外形尺寸 - 參數(shù)值的長(zhǎng)度(L),寬度(W)和高度(高)
因?yàn)檫@些參數(shù)是數(shù)值沒有編碼是必要的。
2。產(chǎn)品形狀 - 塑料部件可以近似為長(zhǎng)方形或圓形。
長(zhǎng)方形的參數(shù)值1;圓形參數(shù)值2。
3。模腔數(shù) - 編碼發(fā)生如下:
參數(shù)值12 3 4 56 7 8 9
123-568 1011 12 13 14 1516腔數(shù)
4。腔布局 - 腔布局類型可分為五個(gè)不同的類別:?jiǎn)?
腔體布局參數(shù)值1,圓形布局參數(shù)值2,系列
布局參數(shù)值3,內(nèi)聯(lián)布局,參數(shù)值4和對(duì)稱
布局有參數(shù)值5。不同腔布局如圖3所示
5。塑料材料 - 下面的編碼系統(tǒng)是用來給每個(gè)材料A級(jí)
數(shù)值。塑料材料等級(jí)和相應(yīng)的參數(shù)值是
如下:
塑料材料PMMA PC的甲醛佛羅里達(dá)州的PA聚氯乙烯ABS的詩體育
參數(shù)值12 3 4 56 7 8 9
作為模式分類,我們選擇貝葉斯分類理論?;谶@一理論,決定計(jì)算使用下列公式:
?
GI(X)=- 1/2(X - 導(dǎo)率μi)的Σ-1I(X - 導(dǎo)率μi)+ LN P(ωi)+ CI(1)
其中x是一個(gè)給定的特征向量(產(chǎn)品,腔的布局和數(shù)量的參數(shù)),ωi類(模具結(jié)構(gòu)類型),導(dǎo)率μi是ωi類和σI平均值方差矩陣定義為ΣI=[(X - 導(dǎo)率μi)(X - 導(dǎo)率μi)]。
在不同的Excel電子表格文件,在此還使用附加的參數(shù)或指標(biāo)
紙張。設(shè)計(jì)參數(shù),可以捕捉和代表的信息,這反映了
某些類型的模具設(shè)計(jì)過程中的元素的可用性。因此這些參數(shù),
哪些元素是最適合在一定的模具設(shè)計(jì),模具設(shè)計(jì)人員可以評(píng)估
項(xiàng)目。
模式識(shí)別技術(shù)的公式(1)計(jì)算不同的數(shù)值為各種模具基本類型值(圖4)。后,數(shù)值越來越排序。使出名單反映在模具基地選擇類型區(qū)(圖6)。
4集成到CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)知識(shí)
計(jì)算機(jī)輔助工程技術(shù)已被用來代表的注塑成型處理由模擬分析,以協(xié)助模具設(shè)計(jì)。 MOULDFLOW從Mouldflow澳大利亞,塑料及電腦公司,從先進(jìn)的C-FLOW流量分析CAE技術(shù)公司。從結(jié)構(gòu)動(dòng)力學(xué)研究公司,POLYCOOLMOULDCOOL應(yīng)用工程公司,是一些典型的商業(yè)造型模具包灌裝過程和/或冷卻分析[1]。還研究人員已經(jīng)開始采用以知識(shí)為基礎(chǔ)的方法來解決注射近年來成型及模具設(shè)計(jì)問題。 IMPARD[1]是一個(gè)專家系統(tǒng)注塑零件設(shè)計(jì)開發(fā)的。輸入法[1]解決注塑部分質(zhì)量問題。 DTMOULD-1[1]是一種基于知識(shí)的注塑模具成本估算系統(tǒng)。MOULDX[1]和EIMPPLAN-1[1]部分納入流動(dòng)性的考慮設(shè)計(jì)和處理的概念設(shè)計(jì)開發(fā),注塑件。 ICAD的[1],德雷克塞爾大學(xué)的知識(shí)為基礎(chǔ)的系統(tǒng)[1]等,注塑模具的設(shè)計(jì)開發(fā)。市售包Unigraphics的NX MOLDWIZARD方便程序定制模具設(shè)計(jì)方案。正常的NX MOLDWIZARD模具設(shè)計(jì)
Unigraphics的CAD環(huán)境下可描述如圖5所示。
?
圖5。的整體MOLDWIZARD Unigraphics的CAD系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中。
單一的標(biāo)準(zhǔn)元素或部件可以在Excel電子表格格式。要自定義,出現(xiàn)這些可用的電子表格。分析決策模型和公司的最佳實(shí)踐的基礎(chǔ)上做出的設(shè)計(jì)決策,模式識(shí)別技術(shù)描述AFORE應(yīng)用到Excel電子表格。
我們的目標(biāo)是擴(kuò)大在Unigraphics的NX的MOLDWIZARD現(xiàn)有的各種可能性。它有助于支持模具設(shè)計(jì)過程中,在工具制造公司。
例如,如果選擇模架在NX MOLDWIZARD管理對(duì)話窗口(圖6),這顯然是明顯的,用于兩個(gè)Excel電子表格文件:
1。模具基址寄存器文件和
2。相應(yīng)的模具基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫文件。
在模具基地注冊(cè)文件“moldbase_reg_mm.xls”模式識(shí)別技術(shù)(圖4),以找到最合適的,對(duì)應(yīng)不同的特定標(biāo)準(zhǔn)(例如二甲醚格律模具基礎(chǔ)組件)什么類型的模具基礎(chǔ)組件。我們的目標(biāo)是不同的模具基本類型進(jìn)行排序,所以是最合理的模具基本類型中選擇“模具基地管理”對(duì)話框窗口(圖6)中的第一。它可以幫助模具設(shè)計(jì),選擇最合理的模具基地型,其特定的模具設(shè)計(jì)項(xiàng)目。此外,為更具體的數(shù)據(jù),對(duì)應(yīng)于輸入分類進(jìn)入模具基地寄存器文件,整體模具的基本類型的選擇變得更加準(zhǔn)確。
圖6。模具基地管理對(duì)話窗口
此外,輸入新的參數(shù),稱為“可用性指數(shù)”。 “指數(shù)的含義
可用性“是記錄每一個(gè)模具基地變種的單一選擇具體的尺寸
在“模架管理”對(duì)話框窗口和復(fù)制,信息反饋到模具基地
數(shù)據(jù)庫文件。這給模具設(shè)計(jì)的可能性,評(píng)估模具基地變種
主要用于在同類項(xiàng)目。額外變量“可用性指數(shù)”可見
MOLDWIZARD“模架管理”對(duì)話框窗口在可變部門,(圖6)。
這種方法的適用性進(jìn)行了測(cè)試實(shí)際的例子。結(jié)果表明:
模式識(shí)別技術(shù)在NX MOLDWIZARD的模具基地,作為添加劑元素
注冊(cè)文件和額外的變量是方便,以采取進(jìn)一步的研究考慮。
5結(jié)論
本文提出了一個(gè)技術(shù)支持的方式和方法的CAD
根據(jù)現(xiàn)有的CAD資源(Unigraphics的NX的基于模具的設(shè)計(jì)過程
MOLDWIZARD)和收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。
擬議的方法并不是要取代公司現(xiàn)有的系統(tǒng),而是
是一個(gè)交流和共享特殊的啟發(fā)式和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)的支持工具。
?在實(shí)施擬議中的CAD方法,可以方便利用工具制造公司的具體知識(shí)。
本研究的未來發(fā)展方向,是實(shí)施這一做法,其他類似的決策在模具設(shè)計(jì)過程中的問題。結(jié)合不同的知識(shí)表示方法也被認(rèn)為是找到最好的解決方案,為決策。
致謝
支持這項(xiàng)研究是由愛沙尼亞科學(xué)基金會(huì)(格蘭特5620)
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