模具專業(yè)外文文獻翻譯-外文翻譯-- 注塑成型的智能模具設(shè)計工具【帶出處】

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- 1 - 原文出處 者 . . 文標題 文標題 注塑成型的智能模具設(shè)計工具 摘要 注塑成型是一個生產(chǎn)熱塑性塑料制品最流行的制造工藝，而模具設(shè)計是這個過程的一個 重要方面。模具設(shè)計需要專業(yè)的知識、技能，最重要的是擁有該領(lǐng)域的經(jīng)驗。三者缺一不可。生產(chǎn)塑料組件需要選擇恰當?shù)哪＞撸绻狈ζ渲兄?，這種選擇就得在反復(fù)試驗的基礎(chǔ)上進行。這會增加生產(chǎn)成本，并造成設(shè)計上的不一致。 本文介紹了智能模具設(shè)計工具的發(fā)展。該工具捕獲模具設(shè)計過程的知識，并且以符合邏輯的方式將這些知識反映出來。所獲得的知識將是確定性的，但模具設(shè)計過程中的信息是非確定的。一旦開發(fā)了模具設(shè)計工具，它將指導(dǎo)使用者根據(jù)不同客戶的要求，為其塑料零件選擇合適的模具。 導(dǎo)言 注塑成型工藝過程需要專業(yè)的知識、技能，最重要 的是需要它成功的實踐經(jīng)驗。通常是工藝參數(shù)控制過程的效率。在制造過程中，有效地控制和優(yōu)化這些參數(shù)能實現(xiàn)一致性，這種一致性會在零件質(zhì)量和零件成本上表現(xiàn)出來的問題。 1 智能化工程模塊注塑成型工藝（ 基于知識的智能化工程模塊的注塑成型工藝（ 一種軟件技術(shù)，它領(lǐng)先于并行工程和 統(tǒng)。它集成工程的設(shè)計和制造工藝的最新知識，給用戶各種設(shè)計方面的指示，通過減少在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計階段的工程變更，有助于減少一些工時。該系統(tǒng)將用于注塑設(shè)計，設(shè)計迭代和流程整合。目前的過程由許多手工計算、 形 結(jié)構(gòu)和從以前項目取得的經(jīng)驗三部分組成。一旦工程師完成設(shè)計，這將是性能評估。 - 2 - 該 目已分為三大模塊。 (1) 費用估算模塊 (2) 模具設(shè)計模塊 (3) 生產(chǎn)模塊 統(tǒng)有兩種形式輸入。在一個 型的形式（ 文件）下輸入，和在給出的用戶界面形式下輸入。圖 1明了那種進入每個模塊的輸入形式和用戶輸出形式。 制造商的經(jīng)驗水平將決定如何有效地控制工藝參數(shù)。有時這就導(dǎo)致人為錯誤引起的不一致性。還有經(jīng)驗不足，時間、資源短缺和創(chuàng)新的空間不大的情況。通過創(chuàng)造所謂的“智能模型”的問題，工程學(xué)知 識提供了一個可行的方案去解決所有這樣 圖 1織工程的 智能模具設(shè)計工具 在它的基本形式中模具設(shè)計工具是一個從文本文件中提取輸入的 種文本文件包含關(guān)于零件和用戶輸入程序。該文本文件包含來自 的一個信息文件的零件的幾何解析。輸入是用來估測模具得尺寸和其它各種特性。 獻回顧 用戶輸入形式 型 語法分析程序 成本估計 制造 模架設(shè)計 用戶輸出形式 - 3 - 模具設(shè)計的是另一種注塑成型過程的階段，有經(jīng)驗的工程師在很大程度上有助于自動化進程，提高其效率。這個問題需要注意的是深入研 究設(shè)計模具的時間。通常情況下，當設(shè)計工程師設(shè)計模具時，他們會參閱表格和標準手冊，這會消耗大量的時間。另外，在標準的 同的研究人員已經(jīng)解決了縮短用不同的方式來設(shè)計模具所花費的時間的問題。凱爾奇和詹姆斯采用成組技術(shù)來減少模具設(shè)計時間。聚合一類注塑成型件的獨特的編碼系統(tǒng)和在注射模具中所需的工具已開發(fā)，它可以適用于其它產(chǎn)品生產(chǎn)線。實施編碼系統(tǒng)的軟件系統(tǒng)也已經(jīng)被開發(fā)。通過獲取在這方面領(lǐng)域的工程師的經(jīng)驗和知識，嘗試直接使模具設(shè)計過程的自動化。并行模具設(shè)計系統(tǒng)的研究開發(fā)就是這樣的一個過程，在并行工程環(huán)境中試圖制定一個系統(tǒng)的注塑模具設(shè)計流程。他們的研究目標是研制一個有利于并行工程實踐的模具開發(fā)的進程，和研制開發(fā)一個以知識為基礎(chǔ)的為注塑模具設(shè)計提供工藝問題和產(chǎn)品要求的輔助設(shè)計。 通過各種方式獲取關(guān)于模具設(shè)計過程的確定信息和不確定信息，研究人員一直試圖使模具設(shè)計流程自動化。這個研究試圖研制開發(fā)一個獨特的模具設(shè)計應(yīng)用程序，它一確定性和不確定性兩種形式獲取信息。 用的方法 為了發(fā)展智能模具設(shè)計工具，傳統(tǒng)的模具設(shè)計方法在被研究。應(yīng)用程序開發(fā)人員和設(shè)計工程師合作設(shè)計一種特定塑料 零件的模具。在此期間，被工程師采納用來選擇模底座的方法正在被地密切關(guān)注和 篩選過程的各個方面，需要他的知識經(jīng)驗 來 確定 。此外，有時候工程師將參考圖表和手冊以規(guī)范其甄選過程。這耗費時間的過程，稍后也被記錄在應(yīng)用程序中。 系統(tǒng)的闡述依據(jù)輸入和輸出的應(yīng)用程序是下一階段。這涉及到如何定義什么養(yǎng)的模具布局信息是用戶最需要的，也是他輸入最少卻得到相同的輸出。 根據(jù)在模具設(shè)計 工作中 收集到的信息 ， 由工程師遵循的公約被轉(zhuǎn)化為 則。決策表是用來解釋各種可能出現(xiàn)的情況，它們是當處理模具設(shè)計工程中某一特定的方面所提出 的。這樣被制定規(guī)則，然后被組織在相互交融的模塊中，使用應(yīng)用程序開發(fā)環(huán)境。最后，應(yīng)用程序是檢驗其正確性，當涉及到為塑料零件設(shè)計模具在工業(yè)生產(chǎn)中。 擇合適的模架 通常情況下，為制造塑料零件選擇適當?shù)哪＜芩婕暗挠校? （ 1）估計模腔數(shù) 模腔數(shù)量的決定取決于在一定時間內(nèi)所需部件的數(shù)量，像機器的塑化能力，廢品率等問題也會影響到模架的模腔數(shù)量。 （ 2）確定鑲塊及其尺寸 鑲塊有助于模架重用，因此有助于降低生產(chǎn)成本。- 4 - 當涉及到尺寸和數(shù)量的選擇，作出決定取決于現(xiàn)有的鑲塊的重用性和新的鑲塊的成本。 （ 3）確定澆道的尺 寸和定位 澆道的尺寸取決于所成型的材料。盡管還有其它要考慮材料特性來決定它的澆道的尺寸供符合它的流量要求。轉(zhuǎn)輪的定位，取決于所用流道的拓撲布局。雖然循環(huán)的澆道系統(tǒng)始終是最好的，支道系統(tǒng)的平衡，避免流道均衡補償?shù)臉渲顫驳老到y(tǒng)是一個最被廣泛應(yīng)用的系統(tǒng)。 （ 4）確定澆道直徑 澆道直徑?jīng)Q定于模具的尺寸，模腔的數(shù)量或在一定的時間內(nèi)用來填補的塑料的總數(shù)。 （ 5）澆口的定位 塑料在某一點進入模腔，在這點可以均勻填充滿模腔。澆口可以設(shè)在循環(huán)模腔的任何周圍點，但當填補矩形腔時，必須從中部流進。 （ 6）確定供水道的的尺寸和 定位 供水道之間和從模具中的任何壁上以標準的距離定位。該公約不是用一個直徑范圍定位水道在模具壁上。 （ 7）根據(jù)以上結(jié)論確定模具的尺寸 根據(jù)以上的所有結(jié)論，模具的大概尺寸可以被估計，并四舍五入至最接近的產(chǎn)品目錄號。在模架以前，如果重新設(shè)計，考慮到以上所有方面會降低成本和減少設(shè)計時間，進入重新設(shè)計。 題的提出 建立問題，需要人的知識和經(jīng)驗，模具設(shè)計方面消耗的時間涉及到圖表，數(shù)據(jù)表等，為開發(fā)應(yīng)用程序的問題解釋如圖 2示。雖然大部分的輸入如模腔數(shù)、腔的圖像尺寸、周期時間，都是根據(jù)客戶要求，其他輸入如塑 化能力、每分鐘注射量等，可從機器的說明書中獲得。應(yīng)用程序的輸出包含模具尺寸和其他資料，這顯然有助于在目錄中選擇標準模架。除了輸入和輸出，圖 2 也顯示了產(chǎn)生的最終輸出的各種模塊。 定規(guī)則 在這個階段，專家的知識可以通過多形式的“如果 句表現(xiàn)出來。這個規(guī)則可以是對定性和定量知識的陳述。所謂定性知識，是指一個能夠解決計算問題的確定性的信息。所謂定性，是說對于不確定性的信息，而僅僅是作為在以往個案的基礎(chǔ)上的一種已經(jīng)應(yīng)用的規(guī)則。一個典型的規(guī)則說明如下： 輸入 主程序 鑲塊尺寸 模腔圖像維數(shù) 冷水 道直徑 周期時間 零件重量 塑化能力 每分鐘注射量 允許時間 模具尺寸 澆道尺寸 模腔數(shù) - 5 - 輸出 模腔數(shù) 模具尺寸 澆道尺寸 澆口尺寸 冷水道定位 圖 2具設(shè)計模塊的組織 如果材料 =“縮醛”和分流道長度“ 0，那么分流道直徑 = 束 當制定了規(guī)則，重要的是我們用一種嚴謹?shù)姆绞降膩肀憩F(xiàn)這些信息，同時要避免重復(fù)、不完整和不一致的現(xiàn)象。決策表可以幫助處理上述問題，它是通過對過于冗余和廣泛的問題陳述的檢查實現(xiàn)的。比如說，在選擇適當?shù)哪＜艿倪^程中，模架尺寸取決于型腔和鑲件的數(shù)目。為確保 所有型腔和鑲件都被考慮到，我們使用了決策表，并隨后用決策表來制定規(guī)則。 表 2策表樣本 模腔數(shù)目（ 1， 2，4） 1 1 1 2 2 2 4 4 4 模塊數(shù)目（ 1， 2，4） 1 2 4 1 2 4 1 2 4 模具尺寸 A * * A B * A B C 表 2示了在一個以上的情況下，模具的尺寸是相同的 情況 A: 模具寬度 =(鑲塊長度 + 2)；模具長度 =(鑲塊長度 + 2)；模具厚度 =鑲塊厚度。 情況 B: 模具寬度 =(2*鑲塊寬度 + 模具長度 =(鑲塊長度 + 2)；模具厚度 =鑲塊厚度。 情況 C: 模具寬度 =(2*鑲塊寬度 + 模具長度 =(鑲塊長度 + 3)；模具厚度 =鑲塊厚度。 型腔的數(shù)目是一個，鑲件的數(shù)目也是一個的情況和型腔數(shù)目是兩個和四個的情況具有相同的模具尺寸，這三種情況可以歸結(jié)為一個單一的規(guī)則： 如果 鑲塊的數(shù)目 = 1，則模具寬度 =（鑲塊寬度 + 2）模具長度 =（鑲塊長度 + 2）模具厚度 = 鑲塊厚度 結(jié)束 - 6 - 為了方便和清楚起見，用一種標準的編程語言將這些規(guī)則模塊化。每個模塊生成一組輸出，這個輸出又將是對其他模塊的輸入。 試應(yīng)用 通過使用各種測試 案例對智能模具設(shè)計中的應(yīng)用程序進行了驗證。對于每一個案件的零件信息，模具和機器的信息資料種類繁多，人類專家證實了把這些信息輸入到應(yīng)用程序的結(jié)果。表 2 顯示了一個這樣的試驗，需要兩個模腔，也沒有鑲件的存在。應(yīng)用程序提供近似的模具尺寸，執(zhí)行尺寸，澆口尺寸和亞軍的模腔長度基于模腔圖尺寸和其他信息。 表 2型的測試案例顯示程序的輸入和輸出 輸入 鑲塊數(shù)量 0 鑲塊長度 0 鑲塊寬度 0 鑲塊厚度 0 模腔模樣長度 腔模樣寬度 腔深度模樣 水道直徑 部件生產(chǎn)數(shù)量 1000 時間 6 循環(huán)時間 26 廢品率 分鐘注射量 料 出 程序輸出 模腔數(shù) 2 模具長度 具的寬度 具厚度 道直徑 道長度 大澆口套直徑 7 - 通過使用各種測試案例對智能模具設(shè)計中的應(yīng)用程序進行了驗證。對于每一個案件的零件信息，模具和機器的信息資料種類繁多，人類專家證實了把這些信息輸入到應(yīng)用程序的結(jié)果。表 2 顯示了一個這樣的試驗，需要兩個模腔，也沒有鑲件的存 在。應(yīng)用程序提供近似的模具尺寸，執(zhí)行尺寸，澆口尺寸和亞軍的模腔長度基于模腔圖尺寸和其他信息。 獲得的模具尺寸非常接近人類專家的一個典型設(shè)計，但并沒有明確地說明了一個模具標準件的用途，就像 具目錄中的一種特定的模具。模具尺寸是基于所用材料而定的，因此它被限制在一定的范圍。 3 總結(jié) 本文介紹了在發(fā)展智能模具設(shè)計應(yīng)用中所采用的方法，這種應(yīng)用是根據(jù)用戶輸入進行模架選擇的。獲取知識的過程首先是通過與業(yè)內(nèi)專家密切協(xié)商設(shè)計一種模架，也通過從舊書和數(shù)據(jù)表中收集確定性信息。收集到的資料，表示了在不同的模塊中規(guī)則的 排列形式。這些資料可定性和定量地對模具進行選擇。決策表是用來減少規(guī)則庫的規(guī)模，使規(guī)則庫中的問題域全面。在不同的模塊中使用這些規(guī)則來開發(fā)應(yīng)用程序，當談到在給業(yè)內(nèi)生產(chǎn)的塑件選擇適當?shù)哪＜軙r就為應(yīng)用程序的有效性作測試。 參考文獻 [1] 錢伯斯 T. 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