基于KBE的復(fù)雜零件數(shù)控編程系統(tǒng)研究與開(kāi)發(fā).pdf

1、為了適應(yīng)現(xiàn)代數(shù)字智能制造技術(shù)的發(fā)展需要，智能化數(shù)控編程技術(shù)已成為目前數(shù)字化制造領(lǐng)域研究的熱點(diǎn)之一。 復(fù)雜零件的數(shù)控加工在我國(guó)制造業(yè)中起著舉足輕重的作用，這類零件的數(shù)控編程是數(shù)控加工的“瓶頸”和關(guān)鍵，其在船用柴油機(jī)制造領(lǐng)域中尤為突出。目前，國(guó)內(nèi)柴油機(jī)生產(chǎn)知名企業(yè)在復(fù)雜零件數(shù)控編程的方法方面比較落后，甚至還停留在手工編程階段，對(duì)于幾何形狀不太復(fù)雜的簡(jiǎn)單零件來(lái)說(shuō)，刀軌計(jì)算簡(jiǎn)單，數(shù)控程序不多，采用手工編程較容易實(shí)現(xiàn)，但對(duì)于形狀復(fù)雜和程序

2、量較大的零件，手工編程難以勝任。雖然CAD/CAM系統(tǒng)提供了強(qiáng)大的圖形化數(shù)控編程功能，但就CAD/CAM的工作方式而言，CAM過(guò)程必須在資深CNC工程師的參與下，根據(jù)數(shù)控加工工藝，通過(guò)大量的圖形交互式操作完成。綜上所述，復(fù)雜零件數(shù)控編程是一項(xiàng)知識(shí)密集型工作，其存在著易出錯(cuò)、工作量大、重復(fù)性勞動(dòng)多、自動(dòng)化程度低、難以實(shí)施并行工程、數(shù)控程序的質(zhì)量完全依賴于CNC工程師的知識(shí)積累等缺陷。 要使CAD/CAM在復(fù)雜零件數(shù)控編程中充分發(fā)揮

3、作用，亟需開(kāi)展KBE在數(shù)控編程領(lǐng)域的應(yīng)用研究，只有通過(guò)KBE與CAD/CAM的有效融合，在數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化的環(huán)境中積累、挖掘、共享和重用企業(yè)乃至行業(yè)的數(shù)控編程和數(shù)控工藝知識(shí)，并將其集成到CAD/CAM系統(tǒng)中，使其具有知識(shí)推理的能力，減少對(duì)資深CNC工程師的依賴，才能提高復(fù)雜零件數(shù)控編程效率和質(zhì)量，縮短生產(chǎn)準(zhǔn)備周期。因此，研究KBE在數(shù)控編程中的應(yīng)用，在數(shù)字化制造領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)復(fù)雜零件數(shù)控編程的智能化顯得十分重要。 智能化數(shù)控編程主要包括

4、數(shù)控編程工藝參數(shù)的智能獲取和數(shù)控編程工藝知識(shí)的智能推理。基于KBE的復(fù)雜零件數(shù)控編程系統(tǒng)利用KBE的最新研究成果，針對(duì)復(fù)雜零件數(shù)控編程的特點(diǎn)，以復(fù)雜零件數(shù)控編程廣義知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過(guò)知識(shí)獲取和知識(shí)推理智能地完成數(shù)控編程工作。本課題旨在研究復(fù)雜零件智能化數(shù)控編程，達(dá)到工業(yè)實(shí)用要求，其創(chuàng)新之處就是在UG NX平臺(tái)上采用知識(shí)工程的思想完成系統(tǒng)的研究開(kāi)發(fā),實(shí)現(xiàn)知識(shí)驅(qū)動(dòng)型智能數(shù)控編程。整個(gè)研究工作是數(shù)控編程智能化發(fā)展道路上的一次創(chuàng)新性探索，同

5、時(shí)，也為KBE與CAD/CAM的集成、KBE系統(tǒng)的關(guān)鍵技術(shù)研究提供了新的思路和方法。 本文在研究和分析目前已有智能數(shù)控編程理論和方法的基礎(chǔ)上，提出用KBE支持復(fù)雜零件數(shù)控編程，構(gòu)建了基于KBE的復(fù)雜零件數(shù)控編程體系結(jié)構(gòu)，并對(duì)其關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了深入研究，主要研究?jī)?nèi)容與成果如下： 1)對(duì)國(guó)內(nèi)外智能數(shù)控編程的研究現(xiàn)狀進(jìn)行了分析，針對(duì)企業(yè)復(fù)雜零件數(shù)控編程難題，提出了將KBE應(yīng)用于復(fù)雜零件數(shù)控編程； 2)綜述了KBE的定

6、義和內(nèi)涵，研究了KBE系統(tǒng)的功能模型、類型、開(kāi)發(fā)任務(wù)角色；針對(duì)復(fù)雜零件數(shù)控編程領(lǐng)域知識(shí)，深入研究了KBE應(yīng)用于復(fù)雜零件數(shù)控編程的基礎(chǔ)性使能技術(shù)，提出了基于實(shí)例和規(guī)則的知識(shí)表示方式、以人工獲取為主、機(jī)器學(xué)習(xí)為輔的知識(shí)獲取方法和基于雙向混合控制策略的CBR/RBR集成知識(shí)推理模式； 3) 在研究KBE與CAD/CAM集成技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)和知識(shí)庫(kù)理論，建立了由復(fù)雜零件數(shù)控編程實(shí)用案例庫(kù)、數(shù)控編程工藝知識(shí)庫(kù)、數(shù)控加工刀具庫(kù)

7、、切削參數(shù)庫(kù)、后置處理器庫(kù)、數(shù)控機(jī)床庫(kù)等組成的復(fù)雜零件數(shù)控編程廣義知識(shí)庫(kù)，構(gòu)建了復(fù)雜零件數(shù)控編程廣義知識(shí)庫(kù)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型, 給出了基于KBE的復(fù)雜零件數(shù)控編程功能架構(gòu)； 4)基于KBE的復(fù)雜零件數(shù)控編程流程的研究。研究了復(fù)雜零件智能數(shù)控編程的過(guò)程，給出了智能數(shù)控編程的流程圖，在流程圖中不僅考慮了工藝參數(shù)的智能推理，而且還考慮了當(dāng)工藝參數(shù)不適合當(dāng)前數(shù)控加工對(duì)象時(shí)，可以通過(guò)數(shù)控編程者的調(diào)整干預(yù)進(jìn)行編程的方法； 5)基于K