基于案例推理的智能化夾具設(shè)計系統(tǒng)研究.pdf

1、在產(chǎn)品的加工、檢測和裝配工藝過程中，夾具起著夾持工件和精確定位的重要作用，它的結(jié)構(gòu)性能、制造費用及制造時間直接影響著產(chǎn)品生產(chǎn)的質(zhì)量和成本。而夾具設(shè)計是一個涉及諸多影響因素的復(fù)雜過程，很大程度依賴于設(shè)計者經(jīng)驗，且設(shè)計結(jié)果具有較差的可預(yù)見性。隨著現(xiàn)代制造業(yè)及產(chǎn)品市場的快速發(fā)展，企業(yè)迫切的需要提高夾具的設(shè)計效率及設(shè)計質(zhì)量，為此，大量研究者致力于智能化夾具設(shè)計方法的探究。
　　基于案例推理是人工智能中一種新興的機(jī)器學(xué)習(xí)和推理方法，其中心思

2、想是利用先前解決問題的方法和經(jīng)驗來解決新問題，一定程度上可緩解夾具設(shè)計的個人經(jīng)驗依懶性。而此前基于案例推理的夾具設(shè)計方法，其大多是僅以工件的幾何形狀為案例表示和搜索依據(jù)，嚴(yán)重影響推理系統(tǒng)的檢索效率及準(zhǔn)確度。針對這種情況，本文對夾具設(shè)計案例的特征表示建模及檢索算法進(jìn)行了探究，并開發(fā)了一種基于案例推理技術(shù)的智能化夾具設(shè)計系統(tǒng)，具體研究內(nèi)容如下:
　　(1)以具體夾具設(shè)計實例為對象，建立夾具設(shè)計案例的特征表示模型，該模型涉及夾具設(shè)計過程

3、的各方面影響因素，不僅包含工件的幾何形狀信息、材料信息，還有以前較少考慮的加工工藝和其他功能信息等;尤其在工件的幾何特征表示中添加了幾何位置拓?fù)潢P(guān)系，實現(xiàn)了工件幾何模型的準(zhǔn)確表示;最后采用UML面向?qū)ο蟮谋硎痉绞綄Ω鱾€特征信息進(jìn)行結(jié)構(gòu)化和模塊化存儲。實例研究表明:該案例表示模型可有效實現(xiàn)夾具設(shè)計特征信息的表示存儲。
　　(2)研究CBR系統(tǒng)的案例檢索策略，建立針對夾具設(shè)計案例特征表示模型的層級式檢索機(jī)制，推導(dǎo)夾具設(shè)計案例及各個特征

4、信息的相似度計算公式，并針對工件的幾何特征匹配，提出了幾何形狀結(jié)合位置拓?fù)潢P(guān)系的并行式檢索算法，該算法主要通過搜索節(jié)點對應(yīng)約束的最大公共連通子圖來確定零件的幾何特征相似度。以具體夾具設(shè)計為例進(jìn)行案例研究，結(jié)果表明該案例檢索機(jī)制及相似度計算法公式可準(zhǔn)確實現(xiàn)夾具設(shè)計案例的搜索匹配。
　　(3)分析智能化夾具設(shè)計系統(tǒng)的運行機(jī)理及功能模塊，應(yīng)用夾具設(shè)計案例表示及檢索算法的理論研究成果，采用Access數(shù)據(jù)庫建立夾具設(shè)計案例信息管理系統(tǒng)，利

5、用Visual C++開發(fā)工具進(jìn)行系統(tǒng)人機(jī)交互界面及后臺運行程序編程，以UG NX7.5及其二次開發(fā)功能為平臺開發(fā)出基于案例推理技術(shù)的夾具設(shè)計系統(tǒng)。通過具體的系統(tǒng)界面應(yīng)用和實例運行結(jié)果表明該系統(tǒng)可有效提高夾具設(shè)計的效率及質(zhì)量。
　　文章以實現(xiàn)夾具的智能化設(shè)計為目標(biāo)，根據(jù)基于案例推理方法的核心技術(shù)要求，建立了夾具設(shè)計案例的特征表示模型及檢索匹配算法，在此基礎(chǔ)上完成了基于案例推理的智能化夾具設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)，從理論研究及實際應(yīng)用兩方面說明