外文翻譯-拉伸模自動設計系統(tǒng)

1、附件1：外文資料翻譯譯文拉伸模自動設計系統(tǒng)朗讀顯示對應的拉丁字符的拼音字典 - 查看字典詳細內(nèi)容朗讀顯示對應的拉丁字符的拼音字典 - 知識基礎(chǔ)包括設計過程和設計準則。設計過程為每一個子組件進行大體的設計和建模流程。設計準則用來確定每個子組件的數(shù)量，位置和大小。在設計知識基礎(chǔ)里，模具系統(tǒng)地分為組件和子組件；33個子類別的42種不同類型列在我們的系統(tǒng)里。對各種各樣子組件之間關(guān)系的理解對于為每個子組件獲取一個適當?shù)脑O計流程是至關(guān)重要的。為子組件的詳細建模過程以及幾何操作在這些程序中的使用在知識基礎(chǔ)里是有效的。此外，設計指南和三維圖形隨著設計參數(shù)以逐項文字和公式的形式存儲為電子書，用來培訓，調(diào)試以及參

2、考。設計數(shù)據(jù)庫提供子組件和沖壓機的規(guī)格。子組件規(guī)格指定每個子組件的大小，而沖壓機指定上下模板的大小，模具高度的最大值和最小值，最大模具寬度，以及T槽和墊腳孔和墊腳桿的位置和大小。設計數(shù)據(jù)庫有44種子組件設計規(guī)格，分為33種類別。各組件的設計規(guī)格以二維圖表的形式表達。另外每個圖表跟隨一個用來概述相關(guān)形狀參數(shù)和標準尺寸的表格。設計數(shù)據(jù)庫提供四套以二維圖表表達的印刷機規(guī)格。為了便于檢修，所有設計數(shù)據(jù)庫的信息都以電子書的形式存儲起來。我們的系統(tǒng)是在Windows XP操作系統(tǒng)基于CATIA V5計算機輔助設計軟件開發(fā)的。這個系統(tǒng)是在個人計算機上使用而設計的，并且是在使用CATIA軟件建立的單元下開發(fā)的

3、。部件設計的模數(shù)對于構(gòu)造三維模型程序的控制和執(zhí)行是可靠的。因此這個單元是用來構(gòu)建推斷坐標的。這個知識顧問單元允許使用者把相關(guān)的知識嵌入設計之中，從而可以提高設計工程師的效率。子組件選擇器利用公式編輯和規(guī)則編輯功能能，而狀態(tài)計算器利用設計表格功能。自動化技術(shù)和腳本單元為計算機輔助設計軟件提供一個可以用戶定制的界面。模型發(fā)生器利用VBA為發(fā)生實體模型編寫程序。用戶界面同樣可以利用VBA來構(gòu)建包括文字數(shù)字和圖形的輸入界面。4.建模過程的自動化設計系統(tǒng)該系統(tǒng)是建立在CATIA的CAD系統(tǒng)之上并且利用CATIA的各種內(nèi)置的模塊。一旦用戶輸入設計信息，我們的系統(tǒng)就能以高效的，靈活的方式自動生成圖紙模具的主

4、要組成部分的實體模型設計。圖5顯示了建模過程。建模過程的每個步驟在下面幾個部分會詳細介紹。4.1模具結(jié)構(gòu)分析汽車行業(yè)的拉伸模是非常大的并具有非常復雜的結(jié)構(gòu)。并且每個子組件有它自己擁有的功能。因此，在開發(fā)設計系統(tǒng)之前，我們收集了各種汽車金屬薄板的拉伸模的結(jié)構(gòu)，并且分析它們的架構(gòu)和功能。圖6顯示了一個基于它們功能的典型的拉伸模子部件的分類。參數(shù)化模具設計系統(tǒng)把一個模具的常變化的尺寸規(guī)格看作是參數(shù)，并且用賦給各個參數(shù)適當?shù)闹祦懋a(chǎn)生最后的設計，而這些參數(shù)是基于采自設計方針和詳細說明書的設計公式，規(guī)定參數(shù)以及表格。但是某些數(shù)據(jù)和子組件，就像沖壓機，掛鉤，導架，以及制動器部位，因為它們的多樣的結(jié)構(gòu)，不能僅

5、僅依靠改變它們的設計參數(shù)來設計。因此，我們?yōu)閾碛型瑯庸δ艿乃凶咏M件提前建立一個樣本模具的界面和結(jié)構(gòu)，這些功能是基于設計方針和詳細說明書。設計過程標準化的目的是為了給設計模具提供一個有規(guī)律的方式。因為CAD系統(tǒng)擁有它自己的模型建立程序，設計子組件的規(guī)格和位置還不能確定，直到某些子組件的規(guī)格和位置已經(jīng)確定不變。一個標準的設計流程，就像圖7顯示的那樣，是基于各個子組件的設計方針和詳細說明書以及這些子組件的因果關(guān)系產(chǎn)生的。這個標準的程序是用來引導樣本模具的主要組成部分的設計，例如它們的結(jié)構(gòu)和最初的規(guī)格，以及在一個主要組成部分上的最初規(guī)格和位置。4.3.樣本模具構(gòu)造一旦獲得了標準的設計程序，一個基于設

6、計程序的特征層次圖和樣本模具就建立了，就像圖8和9顯示的那樣。一個典型模具的外貌是由幾千個表面組成的。為了確保樣本模具的穩(wěn)定性，就用簡單模具的表面來構(gòu)成樣本模具。由于拉伸模的不同子組件擁有同樣的功能，所有同樣功能的合適子組件結(jié)構(gòu)必須在建立樣本模具的時候預先建立。當建立一個模具的實體模型時，僅僅被選的子組件應該正式建成了。所有沒有被選中的子組件應該停止使用。圖8 拉伸模的層樹圖圖9 樣板模具當構(gòu)建樣本模具的時候，設計工程師應該利用所有可以利用的參數(shù)和預先設定的規(guī)格。參數(shù)的數(shù)量對設計靈活性有著直接的影響。在大多數(shù)情況下，在設計過程中減少參數(shù)的數(shù)量這使得程序更加簡潔。因此，對于整個設計過程，適當數(shù)量

7、的參數(shù)是至關(guān)重要的。所有變化的尺寸被視為參數(shù)，參數(shù)的值可以根據(jù)設計要求而改變。由于尺寸參數(shù)的值不能非正的，所有可能的情況應該加以考慮以避免任何潛在的問題，尤其是各種子組件之間有因果關(guān)系。在我們的自動設計系統(tǒng)有幾百個參數(shù)，它要求一個系統(tǒng)地命名方案，這樣參數(shù)可以很好的被管理以便編碼和調(diào)試。在我們系統(tǒng)中使用的參數(shù)名稱由兩部分組成：部分屬于該參數(shù)的名稱，部分是維度的名稱?；趨?shù)的功能，它們可以分為形狀參數(shù)和位置參數(shù)。形狀參數(shù)可以進一步劃分為獨立參數(shù)和相關(guān)的參數(shù)。獨立參數(shù)僅僅需要滿足設計方針，而相關(guān)的參數(shù)是由雙方的設計規(guī)范和任何有關(guān)獨立的參數(shù)決定。以圖3所示的螺栓型鉤作為例子，鉤子的螺栓直徑，d，是一

8、個獨立參數(shù)，而其他量例如Y，X，r，t，l和R，是相關(guān)的參數(shù)。一旦參數(shù)已經(jīng)確定，各參數(shù)之間的關(guān)系需要基于設計準則和詳細說明書的制定。這些關(guān)系進一步轉(zhuǎn)化成為方案。方案分成三個層次用來方便設計過程。以螺栓型鉤作為例子，第一層的目的是選擇基于設計準則的子組件。這一層方案利用兩個CATIA V5內(nèi)置的規(guī)則編輯器和公式編輯器模塊，來把設計準則分別轉(zhuǎn)化成為約束和公式，用來確定子組件的數(shù)量，位置和規(guī)格，如圖10所示的a和b。這個方案的第二個層次是為計算模具的形狀參數(shù)的值負責。這個層次利用CATIA V5內(nèi)置的模塊，用來構(gòu)建基于各子組件設計規(guī)范的模具的設計表格。因此，方案的這個層次可以使用設計表格和相關(guān)的獨立

9、參數(shù)來確定相關(guān)的參數(shù)，如圖10c所示。這個方案的第三個層次是用來構(gòu)造模型。用VBA寫的，方案的這個層次用來提供一個基于上述兩個層次的類型和規(guī)格的子組件建模程序，如圖10d所示。圖10 方案設計用戶界面允許用戶在一個直觀的和互動的的方式下完成設計過程。在我們系統(tǒng)中使用的用戶界面可以分為兩種類別。第一類是用于輸入圖形信息，如空行，模具外形，和POLs。這種界面使用的是替換，是CATIA V5的一個內(nèi)置的功能。以下是更換樣品圖像信息的程序。首先，啟動自動設計系統(tǒng)，并把需要的圖形信息加載到設計環(huán)境中。點擊樣品圖形信息的層次的樹形關(guān)系，如圖11b所示。選擇模具所需要的圖形信息，然后單擊確定。當它在更新的

10、時候，模具的顏色變?yōu)榧t色，如圖11c所示。 圖11 圖表數(shù)據(jù)替換程序的界面 （a）加載一個圖標數(shù)據(jù)（b）激活替換窗口（c）更新準備第二類是用于輸入字母數(shù)字信息，例如各種類型的新聞資料，引導機制，和鉤以及行程終點，如圖12所示。實施使用VBA，有一個下拉菜單可以允許用戶為模具選擇合適的子組件的類型。設計工程師只需要所需要的沖壓機和子組件的類型，并單擊確定，系統(tǒng)能夠自動完成設計。圖12 字母數(shù)字數(shù)據(jù)界面5.案例研究我們使用一個行李箱蓋外板的拉絲模的設計作為一個具體的例子來展現(xiàn)我們系統(tǒng)地能力。當系統(tǒng)啟動的時候，樣板模具的一個標準的結(jié)構(gòu)圖就被顯示出來，如圖13a所示。在接收到用戶的圖形信息，我們的系統(tǒng)

11、使用CATIA內(nèi)置的替換功能，來替換樣品模具的使用層樹的圖形信息，如圖13b所示。然后，用戶開始輸入字母數(shù)字信息，如各樣的沖壓機，引導機制，鉤子，以及行程終點，如圖13c所示。當用戶點擊確定，我們的系統(tǒng)基于設計流程準則和規(guī)范的設計。拉伸模的最終設計如圖13d所示。圖14顯示了兩種不同的拉伸模的比較，一個是行李箱蓋外板的拉伸模另一個是發(fā)動機罩外板的拉伸模，以顯示我們系統(tǒng)可處理廣泛的設計。圖13 提案制的設計流程圖14 模具結(jié)構(gòu)的比較6.總結(jié)和未來的工作這篇文章為拉伸模介紹了一個自動化設計系統(tǒng)，這個系統(tǒng)是建立在CATIA CAD軟件之上的。當在設計工程師接受初始設計信息的時候，例如空行，模具外形，

12、POLs，和新聞資料以及各種鉤子，導向機構(gòu)，終點位置，系統(tǒng)能夠自動產(chǎn)生模具主要組成部分的最終設計，例如上模，下模，和壓邊圈。設計公式和模型工序的幾何操作被系統(tǒng)使用CATIA V5內(nèi)置的單元來生成，例如Part Design, Autom and Scripting, and Knowledge Advisor。實驗結(jié)果表明我們的系統(tǒng)在設計行李箱蓋板和發(fā)動機罩板拉伸模的時候，已經(jīng)成功地把設計時間從幾個工作日減少了不到一個小時，這樣節(jié)省了大量的程序調(diào)試時間和成本，并且獲得了很高的生產(chǎn)效率和設計的機動性。在未來，我們的系統(tǒng)里可以引進一個最優(yōu)化單元，這樣可以使它輸出最優(yōu)的設計。而且，由于我們的系統(tǒng)現(xiàn)在

13、只能處理拉伸模，我們將擴展我們的系統(tǒng)能夠設計沖模和壓彎模。參考文獻Cheok, B. T., & Nee, A. Y. C. (1998). Trends and developments in the automation of design and manufacture of tools for metal stampings. Journal of Materials Processin Technolog ,75,240252.Chu, C. H., Song, M. C., & Luo, C. S. (2006). Computer aided parametric

14、 design for 3D tire mold production. Computers in Industry, 57, 1125.Ismail, H. S., Chen, S. T., & Hon, K. K. B. (1996). Feature-based design of progressive press tools. International Journal of Machine Tools and Manufacture, 36, 367378.Kong, L., Fuh, J. Y. H., Lee, K. S., Liu, X. L., Ling, L. S

15、., Zhang, Y. F.,et al. (2003). A windows-native 3D plastic injection mold design system. Journal of Materials Processing Technology, 139, 8189.Myung, S., & Han, S. (2001). Knowledge-based parametric design of mechanical products based on configuration design method. Expert Systems with Applicati

16、ons, 21, 99107.Pilani, R., Narasiman, K., Maiti, S. K., Singh, U. P., & Date, P. P. (2004).A hybrid intelligent system approach for die design in sheet metal forming. International Journal of Advanced Manufacturing Technology,16, 370375.Roh, M. I., & Lee, K. Y. (2006). An initial hull struct

17、ural modeling system for computer-aided process planning in shipbuilding. Advances in Engineering Software, 37, 457476.Singh, R., & Sekhou, G. S. (1999). An expert system for optional selection of a press for a sheet metal operation. Journal of Materials Processing Technology, 86, 131138.Tisza, M. (1995). Expert s