2016-07-31

以某企業半挂車配件有限公司車軸系列產品而言，目前該企業在高速發展的過程中，產品市場訂單很多，不同用戶對產品的需求不同，型號、規格多種多樣，產品研發能力跟不上。在產品開發工作中，由於缺乏 技術手段的應用，導致圖紙設計工作量大、重複勞動多、研發週期長，設計主要依靠設計人員的經驗，缺乏科學的分析計算和優化，設計錯誤經常導致製造過程中圖紙修改，造成廢品、返工等不必要的損失。我國在此領域的研究與開發水平與有關發達國家相比尚有很大差距，急需在半挂車配套關鍵零部件(如車袖、支承、懸架、牽引座和牽引銷等)設計製造方面開展科學研究和技術開發工作，提升我國在半挂車配件設計與製造方面的技術水平。就目前來說，該企業車軸系列的設計方法依然停留在人工計算上，因此導致設計的精度和效率大為降低。車軸設計是一個經驗性很強的行業，設計人員在長期工作中積累的經驗與知識對車軸設計過程起着十分重要的影響。儘管CAX技術應用越來越廣氾，但目前CAX技術大部分還停留在計算機輔助層次，難以勝任對產品開發的CAX技術提升到智能設計層次，實現這一飛躍可以通過人工智能和工程領域知識，構建自動設計( Knowledge Based Engineering，KBE) 系統來達到。本文通過對計算機輔助車軸設計軟件的開發，將參數變型設計技術融于自動設計建模過程中，基於該模型建立了一種自動裝配系統框架。在描述和分析該框架的基礎上，給出了一個原型系統，並敘述了其實施過程。1、參數化變型設計基本原理：變型設計是在不破坏原設計的基本原理和基本結構特征的基礎上，選取相似實例，對此相似實例進行修改和完善。當進行變型設計時，首先將用戶要求或設計任務分解，得到產品的基本功能原理和基本性能參數。依照一定的算法，把這些基本性能參數與事物特性表中的參數相匹配，從實例庫中搜索出最相似的實例。提取此相似實例，參照優化計算的結果，在此基礎上按照用戶的要求進行實例的修改。在修改的過程中，可能是簡單的零部件局部的尺寸修改，而結構完全一樣，這屬於產品規格的變化，可以通過參數化的零件模型來實現也有可能是產品型號的改變，這時候產品始結構發生了局部的變化，同時尺寸也有可能發生變化，這就要通過零件實際的穩互組合來實現。當改變某個零件的結構形式或幾何尺寸時，由於零件與零件之間不但有尺寸聯接關係，而且都存在隱性的裝配約束關係(包括位置關係、聯接關係、運動關係等)，所以整個裝配體也隨零部件的變化發生指應的變化，而此時裝配模型並沒有被破坏。在變型過程中，首先要兼顧裝配模型的基本裝配關係和裝配約束，同時對修改后的裝配體進行裝配性能的分析，基於提醒規則和知識進行推理，對裝配性能做出判斷和決策。必要時進行人機交互，通過裝配模型的自學習功能使規則和知識不斷完善， 得到變型結果。在進行裝配性能分析時，可能產生一些新的規則和知識，應將這些新規則存入裝配規則庫和知識庫中，由於變型過程中也有可能產生一些新約裝配關係祕裝配約束，所以裝配模型會不斷更新，下次變型時參照的將是新的裝配模型。變型結果也應該以新的實例符入實例庫。半挂車配件參數化變型設計系統是專門針對半挂車配件而開發的一種實現裝配圖參數化變型設計的軟件。軟件通過語言編程來建立半挂車配件零件之間的裝配約束，企業只需要根據客戶需要輸入必要的參數，就可以通過該軟件驅動圖形，最終變型后裝配圖輸出到CAD界面，通過打印設備即可出工程圖指導工作實際。當然，在軟件開發之前，要對其進行成本效益、市場需求、生產規模和費用估計，以及可行性分析。變型過程中依據的整個產品模型也是一個動態的模型。