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智能冲压工艺规划系统的研究

摘要：本文对建立一个智能冲压工艺设计知识为基础的系统给出了一个简单的介绍。研

究该系统的框架，对模型和知识推理模式进行了介绍。对有些关键技术如冲压工艺的可

行性、排样的最佳算法、智能地带的布局和内力计算进行了研究。该系统可以改善工艺

规划效率。

关键词：排样KBS知识模型带状排样法

1简介

冲压工艺规划是冲压产品开发的一个核心项目。它是金属成型应用的一个重要组成

部分，它与生产质量、成本、生产率和工具寿命有直接的影响。现代制造业的快速发展

对冲压提出了更高的要求，尤其是在冲压工艺方面。多年来，相关研究已就如何在创新

的环境加强工艺规划的集成化和智能化程度进行研究。近年来，通过生产金属成形智能

设计系统、自动化技术，整和了工艺规划的原则。智能工艺规划方法可以有效地提高设

计效率与质量、创新设计能力。

[1].对于冷锻序列的设计开发了一种基于PC的专家系统，该系统采用基于塑性理论

和实际考虑的规则。在美国俄亥俄州立大学一个称作FORMEX的规则系统被Altan和

他的同事们写入多级冷锻的工艺规划程序语言中。[2].它依靠冷锻零件各种形状的广泛

分类。[3]实施以知识为本的冷成形序列设计系统，采用设计规则确定建立一个可行的

序列，然后使用有限元分析优化这个序列。一个以知识为基础的模具设计自动化系统被

Cheok和他的同事精心设计出来。[4]在新加坡国立大学。一些零件表象技术、冲压零

件识别和模具构成也存在于这项工作中。在中国，华中科技大学的科学技术研究者们也

开发出了基于知识系统的用于对小型金属件冲压级进模的程序包。[5].使用特点，用户

可以在3D立体构架下设计产品。在手工设置排样后，用户可以使用交互命令来开发带

装布局设计。来自利物浦大学工业研究部门的研究者们也在研究冲压工艺和冲裁模的专

用系统。[6].他们的研究集中在分解较小的桥型废料的形状编码和识别技术。[7]在上海

冲压模具和工具技术研究所的研究者们也开发出了级进模的CAD/CAM系统。他们研究

的该系统依靠特殊的相关数据来描绘工件和模具结构。

上述研究的研究工作的目的是为了促进金属成形的发展。从金属智能成型的回顾和

分析中，使用智能设计的理论和方法来研究冲压工艺规划的步骤。在本文中介绍了应用

于冲压工艺规划的智能的系统。该智能系统在处理一些复杂的设计问题时是种强有力的

工具。由专门知识构成的智能系统可以用一种交互的方式协助用户解决各种各样的问题

或疑问。[8].智能系统是一种计算机系统，它试图代表人类知识和专业知识,以一种实际

和有效的途径提供快捷、方便的知识。智能系统能够完成一般需要专家才能完成的任务。

它能自动化实时利用现有的专业知识,并解释它的推理过程。冲压工艺规划是一个含有丰

富知识的复杂设计过程。整合在冲压工艺规划设计中智能系统的关键技术是至关重要

的。使用智能理论的冲压工艺规划智能系统被提出来。对一些关键技术,如集成产品知识

建模和战略规划的综合冲压成形过程进行了研究。在冲压设计中包括各种各样的知识，

如专业领域知识、多任务知识、非标准知识。每一种知识都需要集成到该系统中。冲压

模具的核心是冲压工艺。必须考虑到多种因素,如几何形状、技术要求、材料性能、冲压

件的可行性、工作程序安排、模具工具的结构。冲压工艺规划是一种基于专家知识的创

造性程序。智能系统技术可以改善制定冲压工艺规划的效率。

2系统构架和框架

智能系统的关键技术是建立和应用的信息化模型制作。。该产品信息模型,包括三个

阶段：一种基于几何的模型、一种基于特征的模型、一种基于智能的模型。基于几何的

模型描述零件的几何拓扑信息。由于零件的数据信息不能被完整的描述、数据分离水平

太低，几何模型被特征模型取代。这个信息模型包括一组几何实体。依靠此模型的工程

语义模型，许多与设计相关的功能可以被实现。随着人工智能的发展，智能模型开始被

应用。专业知识、设计过程的知识,和相关的知识都包含在知识模型中[9、10]。智能模

型支持表达和传递有用的信息。

本文主要概括了一种冲压工艺规划的智能系统。该智能系统对产品的定义有效且完

整。它几何了不同模型的优点且能满足几何设计和推理过程。面向对象技术应用到整合

各种各样的知识。此集成的知识系统模型可被共享和用于智能设计和产品信息沟通。

这个关于冲压模具工艺规划的智能系统构架已经被设计出来。这个零件