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《烟台大学》 2007年
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基于知识的汽车焊装夹具智能化CAD系统模型和知识库的研究与开发

刘尚仁  
【摘要】: 随着汽车焊接生产线的精度及自动化程度的提高,对汽车焊接夹具设计制造的精度和进度提出了更高的要求。为缩短夹具设计生产周期,提高设计效率,在分析汽车焊装夹具的设计过程的基础上,结合企业的工作实际和多位专家的设计经验,对“基于知识的汽车焊装夹具智能化CAD系统”进行了研究和开发。完成了下面的工作: 1)详细分析了汽车焊装夹具的传统设计过程,参考人工智能的思想,并结合企业的工作实际和多位专家的设计经验,提出了“基于知识的汽车焊装夹具CAD系统”基本黑箱模型,并对其进行了逐步细化,明确了各部分功能,实现了系统基本框架。提出了该系统的运行机制和模块划分。 2)对汽车夹具设计知识进行了提取。首次提出了外部工艺知识库和内部设计知识库(包括设计规则库、夹具设计模块库及夹具设计案例库)的概念。外部工艺知识库是汽车夹具设计任务的知识表达。内部设计知识库中,设计规则库是各类焊装线和专家设计思想的知识表示;夹具设计模块库是典型模块结构单元的知识表示;夹具设计案例库是典型单套定位单元的知识表示。 3 )详细介绍了外部知识库和内部知识库的各部分知识,分析了各部分知识的特点和内部结构关系,并选用面向对象的表达方法和产生式表示法对各部分知识进行了表达。 4)在UG NX CAD平台上,构建了系统知识库,实现了知识库的构建和维护。使用户可以输入外部设计知识,并对内部知识库知识进行维护。 最后通过福田某车型前车门的设计简要说明了本CAD系统的使用过程和系统功能,将设计结果和传统设计方法进行对比。基于知识的汽车焊装夹具智能化CAD系统的开发与研究表明: 1)本文首次将基于知识设计的概念应用汽车焊装夹具设计领域,提出了基于知识的汽车焊装夹具智能化CAD系统的体系和功能,研究证明该系统的体系结构是合理可行的。 2)面向对象的知识表达方法适合汽车夹具设计的外部知识表达,能够体现各部分外部设计知识之间的关系,便于外部知识库的构建。 3)产生式知识表示法适于内部知识的表达,使规则的前提和结论较为明显,并且使对应的内部知识库便于构建和管理。 4)基于知识的汽车焊装夹具CAD系统可以实现单工位汽车焊装夹具的设计初步智能化设计。 5)在汽车焊装夹具的知识搜索中采用了成组技术的方法。在规则的关键字中,参照成组技术的思想,将所表示零件的规则按照零件特征进行编号分类,便于推理机的搜索和匹配,提高了系统效率。 6)在汽车焊装夹具中提出了模块库的概念。针对汽车焊装夹具模块化的特点,模块知识的提出有利于汽车夹具的标准化,有利于减少设计工作量,提高汽车夹具设计的效率。
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