摘 要:
介绍了锻造ＣＡＰＰ专家系统建立的意义及系统的总体框架,并就系统中的关键技术知识库和推理机的构建技术进行了较为详细的论述,最后给出了利用本系统生成的工艺卡片实例。
关键词:ＣＡＰＰ;自由锻造;知识库;推理机
自由锻造是金属塑性加工的一种方法,它利用锻压设备上下砧块和一些简单通用工具,使坯料在压力作用下产生塑性变形.它是目前锻造的主要手段,据统计自由锻件占锻件总量的70%。然而长期以来,在绝大部分厂家,自由锻造工艺一直是由设计人员手工编制,这种工艺编制方法存在着对编制人员技术经验要求高,编制周期过长以及工艺文件难以规范化,重复劳动过多等等诸多不足。笔者与企业合作,在ＣＡＰＰ方面做过长期深入的研究,开发出了一套功能较全并具有一定智能的自由锻造ＣＡＰＰ系统,利用它,设计者只需按要求在指定位置输入锻件的相关数据信息,系统自动生成完备的工艺卡片。完全可以取代人工的编制,目前在企业试运行,效果良好。
1 系统总体框架图[1]
按照自由锻造ＣＡＰＰ系统的功能需求,系统总体框架包含6个主体部分如图1所示。其中零件基本信息输入模块是ＣＡＰＰ系统的基础,零件信息包括锻造基本信息和ＣＡＤ参数信息,它们是进行工艺设计的对象与推理依据,目前计算机还不能像人一样识别零件图纸包含的各种信息,因此系统特别编写了这部分模块对必要的信息进行人机交互式录入:工艺设计专家系统模块是本ＣＡＰＰ系统的主体部分,其作用是以零件信息为基础,按既定的推理逻辑与顺序,推理、计算出相关的加工工艺路线和加工工艺参数,本模块采用了基于知识库和推理机的方法来实现;工艺卡片管理模块的作用是将工艺设计与优化模块产生的零件工艺规程按照企业工艺文件的标准格式进行输出、存储和查询;数据库模块是系统构成的基础,包含了系统运行所需的资源信息和各类数据如余量公差信息等。
2 系统实现中的关键技术[2]
2.1 知识库的建立
技术工艺知识库的建立,首先是将与锻造工艺相关的资料以及专家的经验综合后进行分析,总结出通用的规律,并按照一定的逻辑结构将其建成数据库,也即所谓的知识库。知识库中所有的工艺数据和推理规则数据可通过数据库管理系统更改和管理,以适应用户的不同需求。本系统的知识库是基于成组原理技术建立的。首先把锻件按照外形尺寸,加工方式等差别分成的几大基本类型,再按各类型创建各自的知识库和推理机。本系统建构的知识库结构如图2所示。
2.2 推理机
推理机制是控制和协调整个专家系统工作的机构,它从知识库中提取基本数据,按照特定的推理策略和顺序,对这些原始数据进行加工处理,以获得最终工艺数据。本系统采用基于规则的演绎推理机制和目标驱动的正向推理方式。图3是轴类零件的余量公差的推理机制流程图。
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