机床夹具智能化设计系统
夹具技术信息化创新实现组合夹具智能化
够提供快速 、简便 的机床及探 测系统精度 检测 方法 ，可快速检测和报告机床和其探 测系统的运行状态 ，用来在加工开始 前确 认机床和其探测 系统精度 ，以及生产过程 中检测 因加工运作 如磨损或温度变化而造 成的任何机床精度 改变 ，为您加工 出高质
夹具用 后拆 散并 清洗 元件 ，又可 以用 于组 装 新 的
夹具 。
图 １ 用于车 、铣 、钻加 工的蓝 系组合夹具实例
实践证 明 ：使用组 合夹 具省 工 、省时 ；节 材 、
节 能 ；循环使 用 、节 约资源。组合 夹具不 仅是柔 性
开发 了组合 夹具 计算 机辅 助设 计 和组 装 软件 ，提 升了组 合夹 具智 能 化水 平 ，为用 户 使用 提供 了先 进手段 ，将机床夹具 生产准 备时 间从 １ ～２月缩短
量 、高精度零件提供保 障和信心 。软件适
用于范围广泛的常用机床 的在机检测。示
例如 图 ６ 示 。 所
图 ６
四、结束语
基 于数控机床在机检测技术 可以有更
深入 的高精密和质量 自动化的拓 展应用 ，
应加工技术是单元信息化 且具备前 瞻性 的新技术 ，
在未来将有着 良好的应 用前景 。口
至 ｌ ２ ，可节 省 ９ ％的夹具制造成本 。 ～ｈ ０
的工艺装备 ，而且是 节能 、减碳 、环保 型的绿色 制 造技术 。北京蓝新 特夹具 技术 有 限公 司 自主创新 ，
２１ ０２第１ Ｗ Ｅ ９ 期・ Ｍ Ｍ Ｉ ３
＿
高岛壤恭 Ｐｄｌ ＴｈＩ ｒｃ＆ｅｎｇ ０ 。 ｃ０ｙ ｕ 。
（ 上接 第 ９ ４页 ） （ ）适用范 围广 。车 、铣 、刨 、磨 、钻 、钳 、 ４
机床夹具设计步骤和实例
机床夹具设计步骤和实例机床夹具是用于在机床上夹持工件或刀具的装置，用于保持工件的位置稳定，使其能够被加工。
机床夹具设计的步骤主要包括需求分析、夹具类型选择、夹具基础结构设计、夹具强度计算、夹具定位系统设计、夹具操作系统设计、夹具零件设计和夹具组装等。
以下为机床夹具设计步骤和一个实例：步骤1：需求分析首先，需要了解加工工件的要求和工艺流程。
通过与工艺人员或工程师的交流，了解工件的形状、材料、尺寸等特性，以及工件的精度要求、加工工艺和工时要求等。
根据需求分析，明确夹具的基本功能、定位方式和操作方式。
步骤2：夹具类型选择根据加工工件的特性和加工工艺的要求，通过参考手册或专业书籍选择合适的夹具类型。
常见的夹具类型包括平板夹具、顶升夹具、转角夹具、滑块夹具、气垫夹具等。
根据不同的工件形状和加工要求，选择适合的夹具类型。
步骤3：夹具基础结构设计根据工件的形状和夹持要求，设计夹具的基础结构。
夹具的基础结构通常由夹紧装置、支撑装置和定位装置组成。
夹紧装置主要用于夹持工件，支撑装置用于保持工件的平衡和稳定，定位装置用于确保工件的位置准确。
步骤4：夹具强度计算根据夹具类型和加工工件的特性，计算夹具的强度。
夹具的强度计算包括静态强度和动态强度两个方面。
静态强度主要考虑夹具在夹持工件时的受力情况，包括切削力、惯性力等；动态强度主要考虑夹具在工件加工过程中的振动和冲击力，保证夹具结构能够承受夹持工件时的各种力。
步骤5：夹具定位系统设计根据工件的定位要求，设计夹具的定位系统。
夹具的定位系统应能够满足工件的精度要求，并确保工件的位置准确。
定位系统常采用定位销、定位块等形式，根据工件的形状和加工特点选择合适的定位方式。
步骤6：夹具操作系统设计根据夹具的使用要求，设计夹具的操作系统。
夹具的操作系统主要包括夹紧装置的控制方式和操作机构的设计。
根据夹紧力的大小和控制精度的要求，选择合适的液压夹紧系统或气动夹紧系统。
步骤7：夹具零件设计根据夹具的基础结构、定位系统和操作系统的设计要求，设计夹具的各个零件。
基于PLC和触摸屏的车身总装夹具控制系统设计
Ｄｅ ｉ ｎ ｏ ｏ ｔ ｏ ｙ ｔ ｍ ｆ Ｃａ ｏ ｙ Ｗ ｅｄ ｎ ｉ ａ ｅ ｎ Ｐ ＬＣ ａ ｄ ＴＰ ｓｇ ｎ ｃ ｎ ｒ ｌｓ ｓｅ ｏ ｒ Ｂ ｄ ｌ ｉ ｇ Ｊ ｇ ｂ ｓ ｄ ｏ ｎ
Ｗ ＡＮＧ ｈ ｗａ ｇ，ＧＵ ｉｃ ｉ Ｓ ｕ— ｎ Ｌ — ａ ，ＺＨＡＮＧ ｎ Ｄｉ ｇ， Ｌ Ｈｅ ｇ ｆｉ Ｕ ｎ —ｅ
（ ｃｏ ｌ ｆ ｃｉｅｙａ ｄＡ ｔ ｏｉ ｎｉｅｒ ｇ Ｈ ｆ ｎｖｒｉ ｆ ｅｈ ｏ ｇ ，Ｈ ｆｉ ３ ０ ９， ｈｎ ） Ｓｈ ｏ ｏ ｈｎ ｒ ｎ ｕｏ ｔ ｅＥ ｇ ｅｉ ， ｅｅ Ｕ ｉ ｓｙｏ Ｔ ｃｎ ｌ ｙ ｅ ０ ０ Ｃ ｉａ Ｍａ ｍ ｖ ｎ ｎ ｉ ｅ ｔ ｏ ｅ２
第 １期
２１ ０ ２年 １月
组 合 机 床 与 自 动 化 加 工 技 术
Ｍ ｏｄ ａｒ Ｍ ａｃ ｎｅ Ｔｏ ｌ＆ Ａｕｔ ａ ｉ ａ ｕｌ ｈｉ ｏ ｏｍ ｔｃ Ｍ ｎｕｆ ｃ ｕｒｎｇ Ｔｅ ｈｎ ｑｕ ａｔ ｉ ｃ ｉ ｅ
ＮＯ １ ．
Ｊ ｎ．２ １ ａ ０２
文章 编 号 ：０ １ ２ ５ ２ １ ） １ ０ ７ １ ０ —２ ６ （ ０ ２ Ｏ — ０ ４—０ ３
ｐｒ ｇ ａ ｍ ｅ ｉ ｔａ ｆｍ ａ ａ ｏ ｔｏ ｙ ａｒ，ｔ ｎ ｕ ｅ ｔ ｉ ｑ ｉ ｍ ｅ ｔｔ ｃ ｉ ｖ ｅ ｕ ｒ ｍｅ ｔ ｆｑ ａｉｙ ｏ ｒｍ ｎｓｅ ｄ ｏ ｎｕ ｌｃ ｎ ｌｂ ｉ ｏ ｅ ｓ ｒ ｈ ｓ ｅ ｕ ｐ ｒ ｎ ｏ ａ ｈ ｅ ｅ ｒ ｑ ｉｅ ｎ ｓ ｏ ｕ ｌｔ
界 面， 采用二 者 配合 控制 实现 了车 身总装 夹具 的控制要 求。设备 已经投 入 生 产 ， 行 结果 表 明 ： 系 运 该
数控车床的夹具设计原理
数控车床的夹具设计原理
数控车床的夹具设计原理主要包括以下几个方面：
1. 夹紧原理：夹具的主要功能是夹住工件，确保工件在加工过程中的稳定性。
夹具通常采用机械夹紧、液压夹紧或气动夹紧等方式，在夹紧过程中要考虑到夹紧力的大小、分布均匀性以及夹紧方式的灵活性等因素。
2. 定位原理：夹具的另一个重要功能是确保工件在加工过程中的准确定位。
夹具设计中要考虑到工件的形状、尺寸以及零件间的相对位置关系，选择适当的定位方式，如销子定位、球锥定位、面板定位等。
3. 支撑原理：数控车床加工过程中，工件需要在夹具内得到合理的支撑，以避免工件在切削力作用下发生变形。
夹具设计中需要考虑到工件的几何特征，确定合适的支撑点，采用支撑块、支撑台等结构形式，提供稳定的支撑面。
4. 切削力分析：夹具设计中还需要考虑到切削过程中产生的切削力，并进行力学分析。
根据切削力的方向和大小，设计夹具的支撑结构，增加夹具的刚性和稳定性，以提高加工精度和表面质量。
5. 运动原理：数控车床加工过程中，夹具需要与机械手、工作台等设备协同工作。
因此，夹具设计中要考虑到夹具的运动特点，确保夹具的操作灵活、方便，与其他设备的运动相匹配。
总之，夹具设计原理在于确保夹具对工件进行牢固夹持和准确定位的同时，提供合理的支撑和增加刚性，以满足数控车床加工过程的要求。
CNC机床加工中的夹具设计与应用
CNC机床加工中的夹具设计与应用CNC机床加工在现代制造业中扮演着重要的角色，它能够以高精度、高效率完成各种复杂零部件的加工任务。
而夹具作为CNC机床加工过程中不可或缺的辅助工具，对于确保工件的位置、固定和刚性等方面起着至关重要的作用。
本文将探讨CNC机床加工中夹具设计与应用的相关问题。
一、夹具的定义与分类夹具是指在加工过程中将工件固定在CNC机床上的一种装置。
它的主要作用是保证工件的准确定位、稳定固定，从而确保加工质量和效率。
根据不同的应用需求，夹具可以分为以下几类：1. 机床夹具：用于将工件固定在机床上进行加工。
常见的机床夹具包括平口夹具、机床铣削用刀具夹具、分度头夹具等。
2. 刀具夹具：主要用于固定和夹持刀具，保证刀具在加工过程中的稳定性和刚性。
刀具夹具的设计应考虑到刀具的类型、尺寸以及加工要求。
3. 工件夹具：将工件固定在机床上进行加工的夹具，能够确保工件的稳定固定和准确定位。
根据工件的形状和尺寸不同，工件夹具可分为平口夹具、螺纹夹具、气动夹具等。
二、夹具设计的重要性在CNC机床加工中，夹具设计的合理与否直接影响到加工效果和质量。
一方面，夹具设计需要根据具体工件的特点和加工要求进行合理选择，以确保工件在加工过程中的稳定性和精度；另一方面，夹具设计还需要考虑材料的选择、结构的合理优化，以提高夹具的刚性和耐用性。
三、夹具设计的基本原则夹具设计应遵循一定的原则，以保证夹具的可靠性和稳定性：1. 合理选择夹具类型：根据工件的形状、尺寸和加工要求，选择适当的夹具类型，并确保夹具能够提供足够的固定力和刚性。
2. 准确定位和定位：夹具设计中需要确保工件在加工过程中的准确定位和定位，避免加工误差和产生不良影响。
3. 确保夹具刚性：夹具的刚性直接影响加工过程中的稳定性和加工精度。
因此，在夹具的设计中，需要合理选择夹具材料和结构，提高夹具的整体刚性。
4. 简化夹具结构：夹具的结构应简洁、紧凑，减少不必要的部件和连接点。
智能制造系统中机器人工装夹具的设计
智能制造系统中机器人工装夹具的设计摘要：文章主要是分析了设计工装夹具检测系统的方案，在此基础上通过实验来检测工装夹具系统的应用性，望可以为有关人员提供到一定的参考和帮助。
关键字：工装夹具；模块；系统；设计前言当前科学技术的不断发展，使得机器人已被广泛应用在许多领域中。
工装夹具是机器人中重要的组成部分，其的智能化程度会直接影响到机器人的使用性能，为此文章主要是对智能制造系统中机器人工装夹具的设计展开了研究和探讨。
1设计工装夹具检测系统的方案装配工装夹具的工作看似简单，实际上，装配工装夹具的实际操作看似简单，但却非常复杂。
它涉及很多问题。
不仅可以很好地完成信号输出和传输，而且还可以很好地完成，但在远离机器的装配测试中，有必要制定完善的检测系统和设计科学的模型方案。
检测系统分为四个部分：部件测量系统、气动模块测量系统、电气模块测量系统、模块连接测量系统等。
在实际测试中，首先在设备架上组装气动和电气模块，然后将气动模块与气动部件连接，用电气元件连接电气模块，完成安装的每个驱动设备的模块，然后安装工具固定装置进入相应的模块，然后分别连接其他相关模块和管道，然后执行设备测试。
1.1 工装组件系统在实际装配过程中，夹具设备应安装在机器人的第六轴上，其运行轨道应由机器人的关节运动控制，并且由于相关元件和线的限制，其运行位置具有上限。
因此，为可以更好地了解夹具的特定操作并分析夹具工作中可能的问题，需要检测和测试，夹具的组件系统设计在机器人的第四、第五和第六轴上。
通过模拟每个接头的操作，检测工装夹具的操作轨迹和状态，并为电缆布局准备电缆固定框架。
工装夹具连接至第六根轴，并组装至其非委托零件，以定位工装夹具的轴向运动。
1.2 气动模块测定系统在机器人设备中，夹具需要一个驱动装置来控制，以及检测夹具气动模式的最佳方法是气动模式检测系统。
通过在此模式下调试设备，我们可以分析整个系统电路是否正常，以完成整个检测索引。
夹具的气动电路通过空气源三态，节流阀，三个位置五向电磁阀，圆筒，真空发电机和吸盘。
夹具设计、自动化
夹具设计、自动化夹具设计与自动化引言概述：夹具设计和自动化是现代工业生产中不可或缺的重要环节。
夹具设计是指根据产品的特点和加工要求，设计和制造适用的夹具，以提高生产效率和质量。
而自动化是通过引入自动化设备和系统，实现工业生产的自动化和智能化。
本文将分别从夹具设计和自动化两个方面进行阐述，探讨其在工业生产中的重要性和应用。
正文内容：1. 夹具设计1.1 夹具设计的目的夹具设计的目的是为了确保工件在加工过程中的稳定性和精度。
通过合理的夹具设计，可以提高工件的加工精度，减少加工误差，提高生产效率。
1.2 夹具设计的要素夹具设计需要考虑的要素包括工件的形状、尺寸、材料等特点，以及加工工艺的要求和生产效率的需求。
同时，夹具设计还需要考虑夹具的刚度、精度、稳定性等因素，以确保夹具的可靠性和使用寿命。
1.3 夹具设计的方法夹具设计可以采用传统的手工设计方法，也可以借助计算机辅助设计软件进行设计。
无论采用何种方法，夹具设计都需要经过详细的分析和计算，确保夹具的设计符合工件加工的要求。
2. 自动化2.1 自动化的定义自动化是指通过引入自动化设备和系统，将工业生产过程中的各种操作和控制自动化。
自动化可以提高生产效率，降低生产成本，提高产品质量。
2.2 自动化的应用领域自动化广泛应用于各个行业，包括制造业、物流业、医疗保健等。
在制造业中，自动化可以实现生产线的自动化组装、自动化检测和自动化包装等工序，提高生产效率和质量。
2.3 自动化的优势自动化具有高效、精确、稳定的特点。
通过自动化设备和系统，可以减少人工操作，降低人为因素对生产过程的影响，提高生产效率和产品质量。
同时，自动化还可以减少劳动力成本，提高企业的竞争力。
总结：夹具设计和自动化在现代工业生产中扮演着重要的角色。
夹具设计能够提高工件的加工精度和生产效率，确保产品质量。
而自动化则可以实现工业生产的自动化和智能化，提高生产效率和产品质量。
因此，夹具设计和自动化的应用对于提高工业生产的效率和质量具有重要意义。
CNC机床加工中的自动化装夹与夹具设计
CNC机床加工中的自动化装夹与夹具设计随着科技的不断进步和制造业的快速发展，CNC机床作为现代工业生产中的重要工具，已经成为了提高生产效率和降低成本的关键。
在CNC机床加工中，自动化装夹与夹具设计扮演着至关重要的角色。
本文将探讨CNC机床加工中自动化装夹与夹具设计的意义、技术要点以及挑战。
一、自动化装夹与夹具设计的意义1.1 提高生产效率自动化装夹与夹具设计可以大大提高CNC机床加工的生产效率。
传统的夹具设计需要人工干预进行操作，而自动化装夹系统可以实现夹具的自动更换、夹具位置的自动调整等功能，从而减少了人工操作的时间和工作量。
通过实现夹具的快速切换和自动化控制，大大缩短了装夹时间，提高了CNC机床的利用率。
1.2 保证加工质量自动化装夹与夹具设计可以保证CNC机床加工的高精度和一致性。
在传统的夹具设计中，由于人工操作的不可避免的误差，加工精度可能会受到影响。
而采用自动化装夹与夹具设计，可以通过精确的位置控制和力控制，确保夹具与工件之间的精确定位和夹紧力的均匀分布，从而提高加工精度和一致性。
1.3 降低人工成本自动化装夹与夹具设计可以大大降低CNC机床加工中的人工成本。
传统的夹具设计需要大量的人工操作和调整，而自动化装夹系统可以实现自动化的夹具更换和自动调整夹具位置，减少了人工操作所需的时间和工作量。
此外，自动化装夹系统还可以通过机器人等自动化设备实现夹具的自动化装卸，减少了人力需求，降低了人工成本。
二、自动化装夹与夹具设计的技术要点2.1 确定夹具类型在自动化装夹与夹具设计中，首先要确定所需的夹具类型。
根据具体工件的形状、材料和加工要求，选择合适的夹具类型，如气动夹具、液压夹具、机械夹具等。
不同的夹具类型具有不同的特点和适用范围，应根据具体需求进行选择。
2.2 设计夹具结构在确定夹具类型后，需要进行夹具结构的设计。
夹具结构设计需要考虑工件的形状、尺寸和加工要求，确保夹具可以准确、稳定地夹持工件。
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第16卷第3期1997年5月机械科学与技术M ECHANICAL SCIENCE TECHNOLOGYVol. 16 No . 3May 1997..田锡天机床夹具智能化设计系统*田锡天( 西北工业大学西安710072)摘要夹具方案设计专家系统是实现夹具设计自动化的有效途径。
本文重点讨论了机床夹具智能化设计系统的结构, 基于特征的回转体零件信息描述, 夹具方案设计专家系统和夹具装配图设计等技术, 并开发了专用夹具设计原型系统SFDS。
关键词夹具CAD 专家系统特征中图号TP39. 72引言夹具是制造企业中重要的基本工艺装备, 广泛使用于加工、检验和装配等制造过程中。
然而在CAD/ CAM 技术广泛使用, CIMS 大力发展的今天, 夹具设计却仍处于传统的手工设计阶段, 这不仅影响夹具设计的效率和质量, 而且不能满足CAD/ CAM 集成的需要。
计算机辅助夹具设计( Computer Aided Fixture Design CAFD) 是解决这一问题的根本方法。
相对说来, CAFD 是一个新领域。
国外在80年代初才开始这方面的研究工作。
最旱的研究者采用Prolo g 语言开发了一个夹具设计专家系统, 只能在用户给定夹具方案后选择合适的夹具元件。
之后, 许多学者在夹具定位算法和夹具空间布置等方面进行了研究。
国内在CAFD 方面的研究还很少, 并且主要集中在组合夹具拼装和夹具元件图形库的建立方面。
总之, CAFD 还处于研究阶段, 而专用夹具方案的自动设计技术则更不成熟, 主要依靠人机交互来实现。
在专用夹具设计中, 方案设计是最重要的方面, 对夹具设计的质量具有决定性的影响。
而目前的CAFD 技术尚不能解决方案的自动化设计问题。
这是因为方案设计是一种创造性活动, 需要综合运用许多学科的专门知识和丰富的经验, 经过思考和推理, 才能得到正确合理的设计。
设计质量则取决于设计者个人的知识水平和经验。
因此, 采用人工智能技术, 实现夹具方案的智能化设计, 将会大大提高专用夹具设计的质量和自动化程度。
1 系统结构专用夹具设计是一个复杂问题, 不仅需要选择定位、夹紧等元件, 并进行精度分析和夹紧力校核, 而且需要进行夹具结构设计, 最后绘制出夹具装配图和零件图。
根据功能要求, 本文采用Watcom C 、AutoCAD 和FOXPRO 开发了一个加工回转体工件的专用夹具设计系统( Spe- .. 西北工业大学青年基金资助项目收稿日期: 1996-09-10cial Fixture Desig n System SFDS) , 系统结构如图1所示。
系统根据获取的零件信息和工序信息, 进行决策, 选择定位件、夹紧件等, 然后进行夹具结构布置设计, 并输出设计结果。
图1装配图的设计是根据生成的夹具设计方案自动生成装配图。
但自动生成的装配图是不完善的,还不能满足实用要求, 因此系统提供了一交互设计工具, 对装配图进行编辑修改。
数据库管理系统对夹具元件库、装配图库和零件图库等进行统一的管理与维护。
2 信息描述进行计算机辅助夹具设计, 首先遇到的问题是如何描述零件和加工工序, 并建立完整的信息模型, 为夹具设计的各种决策提供必要和充分的信息。
由于特征在表达零件的形状、结构以及制造特性上有着极大的优越性, 并考虑到夹具设计系统以后与CAD、CAPP 的集成, SFDS 采用了基于特征的信息建模技术。
2. 1 特征的分类与表达如何划分特征和表达特征与特征间的关系是特征建模技术中的重要问题。
通过对大量回转体零件的结构及工艺分析, 将零件特征划分为主特征、附着特征和组合特征三大类。
主特征用于构造回转体零件的总体形状结构, 如圆柱、圆锥等; 附着特征用于对主特征或其它附着特征的局部修改, 并依附于这些特征上, 如倒角、键槽等; 对于一些不宜或难以由特征拼合生成的几何形状则归类为组合特征。
在特征分类的基础上, 如何表达特征是非常重要的。
因为特征表达得是否恰当会直接关系到零件信息能否完整地描述以及描述是否方便。
SFDS 采用下述方法表达特征:( 1) 应用特征码描述特征。
特征码由特征分类码、属性码和序号构成, 共6个字符长。
特征码在零件模型信息中是唯一的; 属性码是对特征的一些重要属性的描述, 它丰富了特征码的语义信息。
( 2) 采用参数描述特征属性。
CAFD 不仅涉及特征的几何形状, 而且也要详细考虑特征的属性, 如尺寸、方向, 是否有附着特征等。
( 3) 采用层次结构描述特征间的关系。
主特征间是具有先后顺序的并列关系, 而主特征与附着特征间则属于父子关系。
要完整地表达零件, 除描述特征间的依赖关系外, 还必须描述特征间的位置关系, 如位置尺寸、形位公差等。
同时, 为了表达工序尺寸、定位面、夹紧面等工序信息, 需要将特征分离为更小的组成部分- 几何实体。
几何实体可以是几何表面、中心线等。
通过对几何实体的描述, 就可以方便地表达特征间的位置关系和工序信息。
通过上述分析, 建立了图2所示的信息模型。
2. 2 信息输入系统采用AutoCAD 的对话框语言DCL 开发了友好的信息输入界面, 用户可以方便地输入零件信息和工序信息。
第3期田锡天等:机床夹具智能化设计系统* ·553·图23 夹具方案设计决策系统SFDS 采用人工智能技术, 建立夹具方案设计专家系统。
知识表示, 推理机制和系统结构是该专家系统研究的三个核心问题。
3. 1 知识表示夹具设计涉及多学科的知识和经验, 包括许多方面的内容, 如定位方案确定、夹紧元件选择、精度分析、刚度校核、夹具结构设计等。
在设计中如何表示好这些知识及经验是有效地运用它们的前提, 而且也必将影响到推理机的设计和推理效率。
SFDS 采用了基于规则元的产生式规则表示方法( 详见文献[ 4] ) 。
3. 2 夹具方案决策夹具方案设计通常是分阶段进行的, 并且反复进行迭代, 直到在限定条件下达到最优设计为止。
SFDS 将设计过程分为四个主要决策阶段: 定位方案设计; 夹紧方案设计; 辅助元件选择; 夹具空间布置设计; 如图3所示。
图3决策过程用元规则进行形式化表示, 形成系统控制元规则组并存放于知识库中, 从而实现了工艺决策元级控制, 为建立与知识库相对独立性高的推理机创造了良好条件。
3. 3 推理机专家之所以能高效率求解复杂问题, 在于他们具有大量的专门知识以及选择和运用这些知识的能力。
夹具方案设计的推理决策过程就是依据零件信息和工序信息, 选择和运用知识库中的知识, 设计出合理的夹具方案。
推理过程的计算机实现就构成了推理机。
3. 3. 1 推理机制SFDS 采用基于规则的正向推理, 即根据当前事实, 通过匹配规则条件推断出新的事实, 这个过程不断进行, 直到推断出结论。
在推理过程中, 如果出现多条规则与当前事实相匹配时, 就要决定首先启用哪一条规则, 即冲突消解。
而确定规则启用顺序的方法称为冲突消解策略。
SFDS 采用了下述两种冲突消解策略:( 1) 上下文限制知识库中的规则按其所对应的问题求解状态分组组织。
在问题求解的某一状态, 只能在与之相对应的规则组中选择可用规则。
( 2) 规则权重预先给每条规则赋予权重。
当有多条规则匹配时, 选择权重最大的规则为激活规则。
3. 3. 2 推理机结构夹具方案设计专家系统由知识库、推理机和黑板三部分组成, 如图4所示。
虚线框内为推理机。
黑板是存储系统控制信息, 零件信息, 工序信息和决策过程信息等的全局数据区。
推理机·554·机械科学与技术第16卷图4通过黑板读写接口, 在黑板上读取或写入数据。
知识调度器进行知识的调度, 由知识库中的元规则控制。
规则匹配器进行规则的匹配, 即检查规则的IF 部分对当前黑板状态是否成立。
当推理控制决定启用某条规则后, 激活规则触发器, 执行规则的THEN 部分或ELSE 部分, 从而实现对当前黑板状态的改变。
4 夹具装配图设计夹具装配图设计的目标就是根据夹具方案设计专家系统所确定的定位件、夹紧件、辅助元件和夹具结构布置结果以及零件信息自动生成夹具装配图。
为此首先需要建立标准件, 通用件库和特征库等。
4. 1 图形库建立SFDS 对夹具标准件、通用件均建立了二维参数化图形库。
图形库由两部分组成: 元件参数库和图形函数库。
4. 1. 1 元件参数库元件参数库采用FOXPRO 建立。
每一个夹具元件参数库均由两个库表组成。
( 1) 元件特性表存储夹具元件的特性, 如螺栓的库表结构如下:元件代码螺纹螺杆长螺纹长扳手宽头径头高硬度材料表面处理( 2) 元件图形特性表每个元件特性表都有一个对应的图形特性表, 进一步说明元件的几何尺寸细节。
图形特性表均按下述结构描述:零件代码函数名控制参数1～n 其它参数1～m4. 1. 2 图形函数库SFDS 采用Watcom C 和AutoCAD 的ADS 建立了夹具元件的二维参数化图库。
根据元件代码检索元件图形特性表, 即可绘出元件图形。
但是二维图形在消隐、读图、夹具干涉检验等方面都存在困难, 因此进一步的研究目标是采用AutoCAD 的AME 软件建立夹具元件的三维参数化图库, 从而组装夹具, 并由此生成夹具的各向视图。
通用部件是前人设计经验的总结, 因此为了提高系统的实用化程度, 将逐步建立通用部件图形库。
4. 2 装配图设计过程在夹具方案设计中已经选择了定位件、夹紧件、辅助元件等, 并确定了夹具结构, 夹具元件位置, 然后根据这些信息即可自动生成装配图。
而为了实现这一点, 首先需要建立夹具坐标系、工件坐标系, 并确定其关系。
然后再确定夹具元件在工件坐标系中的位置。
最后再将夹具元件信息从工件坐标系转化到夹具坐标系中。
通过上述过程后, 再调用图形函数, 就可自动绘出夹具装配图。
自动生成的装配图是不完善的, 只能是一种初图, 在细节方面需进一步设计。
为此, 系统还提供了方便实用的交互设计工具。
第3期田锡天等:机床夹具智能化设计系统* ·555·5 结束语SFDS 是一个用于加工回转体零件的专用夹具设计原型系统, 能够自动产生夹具设计方案和绘制装配图。
这表明, 开发夹具方案设计专家系统是实现夹具方案设计自动化的一种有效方法。
但在夹具结构布置的智能化设计方面尚需进一步研究。
二维图形库在夹具装配图设计中局限性很大, 因此如何建立夹具元件三维参数化图库和生成三维实体夹具也是一个重要的研究方向。
参考文献1 Am y J. C. Tr appey , Shankaran Matr ubhutam . Fixt ur e Co nfigur atio n Using Pro jectiv e Geomet ry . Jour nal ofManufact ur ing Systems, 1993, 12( 6) : 486～4952 Lucy Siu-Bik King . Theo retical Appro ach fo r Gener ating Optimal Fix turing Lo catio ns for Prisma tic Wor kparts in Aut omated Assembly. Jo urnal of Ma nufacturing System s, 1993, 12( 5) : 409～4163 Hir oshi Sakur ai. Automa tic Setup Planning and Fixt ur e Design for Machining . Jo urnal o f Ma nufacturingSy st ems, 1992, 11( 1) : 30～374 田锡天等. CIMS 环境下飞机结构件CAPP 系统的关键技术. 第三届中国计算机集成制造系统学术会议论文集, 1994. 8.An Intellectualized Fixture Design System for MachiningT ian Xit ian( No rt hw ester n Polyt echnical Univ er sity , Xi′an 710072)Abstract Dev elo pt ing the ex per t sy stem o f fixt ur e scheme desig n is an effect ive w ay for implementing theautomatio n of fix tur e desig n. In t his paper, ar chitecture of computer aided fixt ur e desig n system , r otatingpar t information representation based o n featur e, the ex per t sy stem of fix ture scheme design and assemblydraw ing design of fixt ur e a re discussed in det ail. and t he pro tot ype system for special fix tur e design( SFDS ) is developed.Keywords Fix ture Computer aided desig n Ex pert sy stem Fea tur e ·556·机械科学与技术第16卷。