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

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- 1 - 原文出處 者 . . 文標(biāo)題 文標(biāo)題 注塑成型的智能模具設(shè)計(jì)工具 摘要 注塑成型是一個(gè)生產(chǎn)熱塑性塑料制品最流行的制造工藝，而模具設(shè)計(jì)是這個(gè)過程的一個(gè) 重要方面。模具設(shè)計(jì)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(yàn)。三者缺一不可。生產(chǎn)塑料組件需要選擇恰當(dāng)?shù)哪＞?，如果缺乏其中之一，這種選擇就得在反復(fù)試驗(yàn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行。這會增加生產(chǎn)成本，并造成設(shè)計(jì)上的不一致。 本文介紹了智能模具設(shè)計(jì)工具的發(fā)展。該工具捕獲模具設(shè)計(jì)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(jì)過程中的信息是非確定的。一旦開發(fā)了模具設(shè)計(jì)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(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。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(shí)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(jì)和制造工藝的最新知識，給用戶各種設(shè)計(jì)方面的指示，通過減少在產(chǎn)品開發(fā)設(shè)計(jì)階段的工程變更，有助于減少一些工時(shí)。該系統(tǒng)將用于注塑設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)迭代和流程整合。目前的過程由許多手工計(jì)算、 形 結(jié)構(gòu)和從以前項(xiàng)目取得的經(jīng)驗(yàn)三部分組成。一旦工程師完成設(shè)計(jì)，這將是性能評估。 - 2 - 該 目已分為三大模塊。 (1) 費(fèi)用估算模塊 (2) 模具設(shè)計(jì)模塊 (3) 生產(chǎn)模塊 統(tǒng)有兩種形式輸入。在一個(gè) 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(jìn)入每個(gè)模塊的輸入形式和用戶輸出形式。 制造商的經(jīng)驗(yàn)水平將決定如何有效地控制工藝參數(shù)。有時(shí)這就導(dǎo)致人為錯誤引起的不一致性。還有經(jīng)驗(yàn)不足，時(shí)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(gè)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(jì)工具 在它的基本形式中模具設(shè)計(jì)工具是一個(gè)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(gè)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(xiàn)回顧 用戶輸入形式 型 語法分析程序 成本估計(jì) 制造 模架設(shè)計(jì) 用戶輸出形式 - 3 - 模具設(shè)計(jì)的是另一種注塑成型過程的階段，有經(jīng)驗(yàn)的工程師在很大程度上有助于自動化進(jìn)程，提高其效率。這個(gè)問題需要注意的是深入研 究設(shè)計(jì)模具的時(shí)間。通常情況下，當(dāng)設(shè)計(jì)工程師設(shè)計(jì)模具時(shí)，他們會參閱表格和標(biāo)準(zhǔn)手冊，這會消耗大量的時(shí)間。另外，在標(biāo)準(zhǔn)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(jì)模具所花費(fèi)的時(shí)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(jì)時(shí)間。聚合一類注塑成型件的獨(dú)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(shí)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(yàn)和知識，嘗試直接使模具設(shè)計(jì)過程的自動化。并行模具設(shè)計(jì)系統(tǒng)的研究開發(fā)就是這樣的一個(gè)過程，在并行工程環(huán)境中試圖制定一個(gè)系統(tǒng)的注塑模具設(shè)計(jì)流程。他們的研究目標(biāo)是研制一個(gè)有利于并行工程實(shí)踐的模具開發(fā)的進(jìn)程，和研制開發(fā)一個(gè)以知識為基礎(chǔ)的為注塑模具設(shè)計(jì)提供工藝問題和產(chǎn)品要求的輔助設(shè)計(jì)。 通過各種方式獲取關(guān)于模具設(shè)計(jì)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(jì)流程自動化。這個(gè)研究試圖研制開發(fā)一個(gè)獨(dú)特的模具設(shè)計(jì)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(jì)工具，傳統(tǒng)的模具設(shè)計(jì)方法在被研究。應(yīng)用程序開發(fā)人員和設(shè)計(jì)工程師合作設(shè)計(jì)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(gè)方面，需要他的知識經(jīng)驗(yàn) 來 確定 。此外，有時(shí)候工程師將參考圖表和手冊以規(guī)范其甄選過程。這耗費(fèi)時(shí)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(jì) 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(dāng)處理模具設(shè)計(jì)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(yàn)其正確性，當(dāng)涉及到為塑料零件設(shè)計(jì)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(dāng)?shù)哪＜芩婕暗挠校? （ 1）估計(jì)模腔數(shù) 模腔數(shù)量的決定取決于在一定時(shí)間內(nèi)所需部件的數(shù)量，像機(jī)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(dāng)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?fù)洳季?。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(bǔ)償?shù)臉渲顫驳老到y(tǒng)是一個(gè)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(shí)間內(nèi)用來填補(bǔ)的塑料的總數(shù)。 （ 5）澆口的定位 塑料在某一點(diǎn)進(jìn)入模腔，在這點(diǎn)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(diǎn)，但當(dāng)填補(bǔ)矩形腔時(shí)，必須從中部流進(jìn)。 （ 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(biāo)準(zhǔn)的距離定位。該公約不是用一個(gè)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(jì)，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(jì)，考慮到以上所有方面會降低成本和減少設(shè)計(jì)時(shí)間，進(jìn)入重新設(shè)計(jì)。 題的提出 建立問題，需要人的知識和經(jīng)驗(yàn)，模具設(shè)計(jì)方面消耗的時(shí)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(shí)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(jī)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(biāo)準(zhǔn)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(gè)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(gè)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(gè)能夠解決計(jì)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(gè)案的基礎(chǔ)上的一種已經(jīng)應(yīng)用的規(guī)則。一個(gè)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(shí)間 零件重量 塑化能力 每分鐘注射量 允許時(shí)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(jì)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(dāng)制定了規(guī)則，重要的是我們用一種嚴(yán)謹(jǐn)?shù)姆绞降膩肀憩F(xiàn)這些信息，同時(shí)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(shí)現(xiàn)的。比如說，在選擇適當(dāng)?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(gè)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(gè)，鑲件的數(shù)目也是一個(gè)的情況和型腔數(shù)目是兩個(gè)和四個(gè)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(gè)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(biāo)準(zhǔn)的編程語言將這些規(guī)則模塊化。每個(gè)模塊生成一組輸出，這個(gè)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(jì)中的應(yīng)用程序進(jìn)行了驗(yàn)證。對于每一個(gè)案件的零件信息，模具和機(jī)器的信息資料種類繁多，人類專家證實(shí)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(gè)這樣的試驗(yàn)，需要兩個(gè)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(shí)間 6 循環(huán)時(shí)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(jì)中的應(yīng)用程序進(jìn)行了驗(yàn)證。對于每一個(gè)案件的零件信息，模具和機(jī)器的信息資料種類繁多，人類專家證實(shí)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(gè)這樣的試驗(yàn)，需要兩個(gè)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(gè)典型設(shè)計(jì)，但并沒有明確地說明了一個(gè)模具標(biāo)準(zhǔn)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(jì)應(yīng)用中所采用的方法，這種應(yīng)用是根據(jù)用戶輸入進(jìn)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(jì)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(jìn)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(dāng)談到在給業(yè)內(nèi)生產(chǎn)的塑件選擇適當(dāng)?shù)哪＜軙r(shí)就為應(yīng)用程序的有效性作測試。 參考文獻(xiàn) [1] 錢伯斯 T. 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