1、 - 1 - 自动车床系统设计的研究 1 摘要 ： 车床数字化设计系统的开发，是通过工程知识相关的技术和产品的参数化设计技术之间的融合发展起来的。设计系统的框架在细节上表现为主控模块，初始化模块，三维和二维的更新管理模块，知识管理模块和知识库。本文对系统的关键技术设计比如知识挖掘与分类、自动变换结构设计、建立数据库、自动设计变结构与车床设计导航进行了进一步研究。最后，本文对自动设计系统的界面和设计过程进行了详细的介绍。 关键词 ： 车床；知识重组；自动设计系统 一、导言 新一代的数码解决方案使 技术 创新能在不 同的环境下进行，并且减少 整个产品的开发周期、节省时间和提高产品质量。目前 ， 在
2、 消费产品的研发 中 采用不同的方法进行快速设计 并取得了成果，然而对于 商业产品 却很少受到 注意，特别是机床，目前尚未对其进行研究 。我们的第二个目的是衡量不同的人群在同一个测试中表现出来的不同 的敏感性。该阶段 的研究是很详尽的，包括：对描述的选择，对图像的选择和对所参与人群 的选择。结果表明，这些技术也适用于机床的设计，不同的群体对机器的认识 也是不同的，在某些方面的差异，并不仅限于用户与专家在相关的行业中这种差异依然存在，在相关行业中 通常是根据技术规格来决定机器的购买或 使用。这些技术规范是可以测量的，但机器一些重要的参数，如便捷性， 安全性，耐用性等却不那么容易衡量和比较。本文表
3、明，语义差别的方法 是用来衡量这些性能的一种可能途径。 车床的设计是复杂的过程，在设计的过程中很多知识都是必要的。在生产的过程当中，不同的知识在不同产品不同 开发阶段 中起 不同的作用。许多 新产品是在原有产品的基础上设计发展起来的。车床设计行业的设计成果 中，几乎 60是由组件设计的重组 制作而成的，30 是 根据过去的产品修订的。在本文中，我们提出了一个车床设计技术，采用 NX 平台，建立了车床设计的专门知识库，并 融入新产品的设计理念和成熟的设计经验，运用先进的开发工具，如 UG/ Open API， UIStyler， MenuScript 。 这种新方法可以有效地提供设计质量保证，缩
4、短产品设计周期，提高设计效率和车床水平，并且对汽车玻璃行业有重大影响力。 车床设计系统应用所学到的知识来完成车床快速设计。设计系统过程中所需要应用 的知识包括成熟的车床产品，车床设计标准的有关技术数据，专业知识，丰富的设计经验和最新的研究 成果 。在产品设计周期 中 ，嵌入式系统需要设计论 证和设计指导机制。而且设计师只需要输入参数并由人机界面通过索引 的帮助下符合客户要求即可。这些参数包括车 1 原文出处： Elsevier Science Direct Onsite 作者： Shurong Huang, Defang Liu, and Bin Wang - 2 - 床厚度，钳板的长度等，推
5、理机将与每一个规则所规定的条件进行比较，如果它们匹配，则该规则的结论将作为一个新的事实被添加到设计知识库。根据发展过程中的需求，该系统分为以下功能模块。系统开发的目的是通过知识重组来实现自动车床的设计，提高产品的设计质量和效率。以检查轨距为导向的车床设计系统的设计过 程可分为：需求分析阶段，初步设计阶段，详细设计阶段和功能的改进、 测试阶 段。在需求分析阶段，经过仔细分析和对话 ，系统能够 根据用户设置的 钳板曲线 设计 车床形状，实现自动车床重点部分的设计 ，自动创建一套车床。 在选择开发工具方面，我们考虑了用户的要求以及对一些工具的熟练程度，最终决定采用 UG NX5.0 和 Visual
6、 Studio 2005 作为开发平台。在详细设计阶段，我们先在 UG 互动的环境 一步一步进行设计，然后由应用程序最终完成。该方案的主体 部分仅仅是在前文提到的上述阶段实现的，但是 在应用过程中一些细节没有完全考虑进去，在提高产品性能的阶段，我们做了详细的测试，一些错误已经得到纠正。这有助于使系统更加稳定和完善。 A. 设计知识表示 有效的知识表示方法是进行知识融合和知识重组的关键。目前，常 见的知识表示方法，包括动词的逻辑表示，产生式规则，帧表示，面向对象的表示等，本文中生成型车床的设计规则说明如下： =（ IF THEN ） =( ) =() =() =( = + - * / sin、
7、cos、 tg、 log ) =( ) =( ) =() =() 例如，在嵌入块成型，两平面之间的关系（平行或交叉）（ P1 和 P2）的车床设计是由法线向量（ V1 和 V2）来判断。在这个例子中，三个规则可以从规则库选取，有如下几点： 规则 1：如果 V1 V2=0 而且 P1 的矢量方向和 P2 是相同的， 则 P1 P2 和 P1 和 P2 具有相同的向量方向。 - 3 - 规则 2：如果 V1 V2=0 和 P1 的矢量方向和 P2 是相反的， 则 P1 P2 和 P1 和 P2 有相反的向量方向。 规则 3：如果 V1 V2 0， P1 的矢量方向和 P2 是不同的， 则 P1 和
8、 P2 的彼此相交。 车床设计的框架表示。帧，是另外一种知识表示形式的数据结构，每帧作为一个知识单元 ， 由马文 明斯基在 1975 年提出 。详细的形式在下面的例子中说明： Slot name I： Flank name i1 (Value i11, Value i12, ) Flank name i2 (Value i21, Value i22, ) Slot name J： Slot name K： 车床设计案例检索。最创新 的产品设计往往都基于以前的经验和理论，因此，新产品许多地方 继承了原有产品的设计。由于大多数产品的设计不是原来的， 但 以前的车床设计规则或流程 仍 可能会有所帮助
9、。在本文中，我们提出了使用基于案例的推理方法来实现产品的车床设计的理念。 我们采用动态存储模型来表 示系统中的案例。这意味着各种案件根据它们的一 般特征来组织，并根据他们之间的分歧指数来区分它们。案例库通过起 关键作用的关系数据库技术的产品 ID 建立起来。 SQL 可作为初步检索句子。例如，如果我们要查询案例，可用下面的伪代码。 SELECT case number FROM case base WHERE product ID =input value 为了作进一步的分析，车床设计要求能够对其进行修改，以便适应自动探索设计空间。如果修改只影响某些参数的设置值而不触及问题的结构，我们就说它是一个参数化设计。对 于过程流相关的任务级应用，进程中没有结构性的变化，即，结构设计是被限制的。对于序列中不同步骤的不同流程之间的比较，被映射到的一个给定步骤的影响在某些参数值的调节方面存在差异。例如，如果是两个不同的进程选项之间的比较，对其中一个植入额外的步骤，另一没有此步骤，那么 在 植入的步骤参数值设置非常低的情况下就能很方便地
