基于KBE的復(fù)雜零件數(shù)控編程系統(tǒng)研究與開發(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)域研究的熱點之一。 復(fù)雜零件的數(shù)控加工在我國制造業(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，其在船用柴油機制造領(lǐng)域中尤為突出。目前，國內(nèi)柴油機生產(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，對于幾何形狀不太復(fù)雜的簡單零件來說，刀軌計算簡單，數(shù)控程序不多，采用手工編程較容易實現(xiàn)，但對于形狀復(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)控編程是一項知識密集型工作，其存在著易出錯、工作量大、重復(fù)性勞動多、自動化程度低、難以實施并行工程、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，亟需開展KBE在數(shù)控編程領(lǐng)域的應(yīng)用研究，只有通過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，并將其集成到CAD/CAM系統(tǒng)中，使其具有知識推理的能力，減少對資深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)控編程工藝知識的智能推理?；贙BE的復(fù)雜零件數(shù)控編程系統(tǒng)利用KBE的最新研究成果，針對復(fù)雜零件數(shù)控編程的特點，以復(fù)雜零件數(shù)控編程廣義知識庫系統(tǒng)為基礎(chǔ)，通過知識獲取和知識推理智能地完成數(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，達到工業(yè)實用要求，其創(chuàng)新之處就是在UG NX平臺上采用知識工程的思想完成系統(tǒng)的研究開發(fā),實現(xiàn)知識驅(qū)動型智能數(shù)控編程。整個研究工作是數(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，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)，并對其關(guān)鍵技術(shù)進行了深入研究，主要研究內(nèi)容與成果如下： 1)對國內(nèi)外智能數(shù)控編程的研究現(xiàn)狀進行了分析，針對企業(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、開發(fā)任務(wù)角色；針對復(fù)雜零件數(shù)控編程領(lǐng)域知識，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)，提出了基于實例和規(guī)則的知識表示方式、以人工獲取為主、機器學(xué)習(xí)為輔的知識獲取方法和基于雙向混合控制策略的CBR/RBR集成知識推理模式； 3) 在研究KBE與CAD/CAM集成技術(shù)的基礎(chǔ)上，綜合數(shù)據(jù)庫技術(shù)和知識庫理論，建立了由復(fù)雜零件數(shù)控編程實用案例庫、數(shù)控編程工藝知識庫、數(shù)控加工刀具庫

7、、切削參數(shù)庫、后置處理器庫、數(shù)控機床庫等組成的復(fù)雜零件數(shù)控編程廣義知識庫，構(gòu)建了復(fù)雜零件數(shù)控編程廣義知識庫系統(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，而且還考慮了當工藝參數(shù)不適合當前數(shù)控加工對象時，可以通過數(shù)控編程者的調(diào)整干預(yù)進行編程的方法； 5)基于K