橡膠擠出機智能CAD的技術(shù)和方法研究.pdf

1、傳統(tǒng)CAD設(shè)計正趨向成熟并進一步向集成化、智能化、網(wǎng)絡(luò)化的現(xiàn)代CAD方向發(fā)展。CAD技術(shù)的應(yīng)用普遍呈現(xiàn)出以開發(fā)專用軟件來尋求更易用、更經(jīng)濟和更高效的重要特點。對于橡膠擠出機設(shè)備的設(shè)計這一專業(yè)領(lǐng)域，目前還處于設(shè)計元素選定理論依據(jù)少、依賴專家經(jīng)驗性強、單獨的個性化個案設(shè)計多、設(shè)計周期長和煩瑣的常規(guī)設(shè)計。本文所開發(fā)橡膠擠出機設(shè)計專用的智能CAD系統(tǒng)(IDRECADIntelligentDesignOfRubberExtruderCAD)不同于

2、常規(guī)的CAD之處是基于信息共享和智能化處理兩個方面，對于進一步提高橡膠擠出機產(chǎn)品設(shè)計的效率和質(zhì)量，降低設(shè)計成本，積累橡膠擠出機設(shè)計智力財富和設(shè)計資源共享具有重要的意義。 目前，國內(nèi)外關(guān)于橡膠擠出機智能設(shè)計的研究工作還開展得很少，有部分學(xué)者針對系統(tǒng)中的部分內(nèi)容進行過相關(guān)的研究。本文研究的內(nèi)容為橡膠擠出機內(nèi)核系統(tǒng)級的智能設(shè)計CAX系統(tǒng)?；凇笆篱g萬物的變化總存在一個各方面利益都獲得均衡考慮的最佳方案”的概念。要獲得最佳方案不但可以由

3、我們?nèi)祟惛鶕?jù)大腦中的知識和經(jīng)驗選擇，同樣，也可以讓計算機通過不斷學(xué)習(xí)知識來自動調(diào)整和提高判斷力，同樣能尋找出最佳方案，從而實現(xiàn)智能化，這是本文的出發(fā)點。具體研究的主要內(nèi)容如下： ●拓展了智能化應(yīng)用 本文通過對智能技術(shù)中智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)BP算法的改進，將其應(yīng)用拓寬到橡膠擠出機設(shè)計的兩個方面：其一為CAD設(shè)計過程的智能化(即在CAD中輸入一定條件，獲得參數(shù)化的設(shè)計方案和繪圖的結(jié)果)；其二為所設(shè)計的生產(chǎn)機械設(shè)備也具有智能化功能(能

4、根據(jù)實際生產(chǎn)的環(huán)境和條件提供最佳工藝和生產(chǎn)自動控制方式)。 ●建立橡膠擠出機全程的統(tǒng)一模型 通過詳細分析橡膠擠出機從設(shè)計、模擬仿真、修改、制造到工廠生產(chǎn)的完整過程，建立一個具有智能型的虛擬橡膠擠出機對象。其中對于在橡膠擠出機CAD中尚屬首次應(yīng)用到的技術(shù)有：現(xiàn)代新型網(wǎng)絡(luò)協(xié)同CAD設(shè)計方法；將原來在軟件分析和開發(fā)中的面向?qū)ο笏枷牒蚒ML工具移植和應(yīng)用到機械設(shè)備的分析和設(shè)計過程中；根據(jù)特征建模的設(shè)計方法設(shè)計出面向?qū)ο笠訶ML格

5、式存貯智能型知識庫，改進了以往依據(jù)機械實物來構(gòu)建對象的方法，使統(tǒng)一模型中虛擬擠出機中除了機械圖形信息外還增加了橡膠制品的加工生產(chǎn)特性這一設(shè)計元素，該元素并具有智能化的功能。 ●先進的設(shè)計環(huán)境與框架 本文設(shè)計了具有明確功能的三層軟件系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，通過分層方案解決目前CAD軟件開發(fā)模式中信息分散、功能混亂的問題。采用分層的思想明確劃分了中間支撐層內(nèi)核只為其它應(yīng)用級CAD軟件提供數(shù)據(jù)服務(wù)，并采用XML作為信息交流的標(biāo)準，實現(xiàn)信息共

6、享、便于擴展。設(shè)計完成了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下智能CAX系統(tǒng)中各項子活動采用的基于智能組件軟件技術(shù)框架。本文列舉了橡膠擠出機設(shè)計實例以證明本文所提出的解決方案的可行性。 ●結(jié)論 本文所提供的解決方案正隨著CAD的進一步研究應(yīng)用而不斷地顯示重要意義。具體地說，例如：應(yīng)用先進的Web技術(shù)，把企業(yè)內(nèi)部各部門中的異構(gòu)CAD、CAM、CAE和CAPP系統(tǒng)進行集成。實現(xiàn)了在產(chǎn)品投產(chǎn)之前，可在異地計算機上進行各種工況下的靜、動態(tài)特性分析設(shè)計、結(jié)構(gòu)

7、優(yōu)化設(shè)計，使產(chǎn)品結(jié)構(gòu)性能達到最佳。另外，進一步還可開展數(shù)據(jù)挖掘工作，即從大量生產(chǎn)過程數(shù)據(jù)中挖掘出有價值和隱含的知識，這在橡膠擠出過程理論分析的數(shù)學(xué)建模、智能控制、優(yōu)化生產(chǎn)、故障診斷等方面有著重要研究和應(yīng)用價值。 總之，對于為橡膠擠出機CAD設(shè)計，以人工智能為關(guān)鍵技術(shù)、實現(xiàn)了IDRECAD系統(tǒng)分層的總體架構(gòu)、運用最新UML工具詳細分析系統(tǒng)功、基于組件構(gòu)成了核心軟件，最終使用IDRECAD系統(tǒng)進行設(shè)計得到實驗驗證。說明達到了智能虛擬