計算機為基礎的技術模具的決策支持

計算機為基礎的技術，模具的決策支持

設計過程

aigarHermaste

ANNESSutt

遏制庫特納

摘要：

今天，有一個明顯的趨勢，在工程行業(yè)使用更多的塑料和復合材料。注塑產品的市場的時間越來越短，更關鍵的，因此所需的時間，可用來制作注塑模具減少。這將需要的產品，工藝和材料性能的綜合優(yōu)化。為了實現(xiàn)產品，工具和流程的優(yōu)化，在設計過程的早期決定必須得到支持。

注塑成型是一種近凈成形制造過程中必不可少的元素，它可能占產品總成本和工程行業(yè)的發(fā)展時間超過25％，特別是當訂單數量小。

本文介紹決策分析方法來分析公司的最佳實踐的，并使用改進的計算機支持的模具設計過程分析的結果。模式識別技術一起使用，由作者開發(fā)的問卷調查，評估技術上和經濟上接受不同的塑料制品和注塑模具參數變化。收集信息的最佳實踐是從不同的愛沙尼亞公司，開發(fā)的問卷。該決定的執(zhí)行情況分析結果定制Unigraphics的MoldWizard系統(tǒng)描述。

關鍵詞：注塑模具的設計，決策分析和支持系統(tǒng)，問卷調查，以評估最佳的工程實踐，模式識別方法

1引言

如今，模具設計面臨越來越大的最后期限的壓力和設計本身主要是根據模具設計經驗為基礎。模具設計師必須具備深入和廣泛的經驗，因為詳細的決策需要不同的參數之間的相互作用的知識。

今天，許多CAD系統(tǒng)提供的幾何造型功能，促進模具設計起草行動，但不提供廉價的解決方案所需的知識，養(yǎng)成良好的模具設計，模具設計。

計算機輔助工程包通常是在數據處理informationintensive問題。然而，在模具設計需要大量的實用知識。所以的方法，如何來描述最佳實踐數據和CAD系統(tǒng)的投入，發(fā)展良好的模具設計，必須考慮下。

以前的作品，運用計算機技術在注塑成型領域，涉及許多方面的注塑模具的設計活動。作為一個例子，回族和譚[2]提出了一種啟發(fā)式搜索方法的基礎上掃

業(yè)務發(fā)展確定脫模方向自動模具設計系統(tǒng)，臨別線，側核心，堿液和永[3]建立了計算機輔助工具注射機，注射槍，噴射器的大小和位置的選擇。

基于知識的系統(tǒng)都表現(xiàn)出很大的潛力，協(xié)助設計師CAD系統(tǒng)交互概念化的設計，以及最后工程通過廣泛的分析程序工程拇指規(guī)則的模具設計。模具設計的知識為基礎的系統(tǒng)的主要優(yōu)點是明確的代表和操作知識，代表人類的專長和最佳實踐的公司。

本文描述的方法來開發(fā)一個基于CAD模具設計支持技術。Unigraphics的NX的MOLDWIZARD已被選定為基地為例。

2途徑和方法

工程決策分析是一個過程，允許檢查在結構和有效的方式作出決定。決策分析使用技術，如模式識別8][9]，人工智能，機器學習[8]和其他人，以便及時發(fā)現(xiàn)決策模式和數據的關系，整合現(xiàn)有的分析設計方法和手段。它可以被看作是計算機自動分析和勘探的數據和知識，在設計塑料部件，其制造技術，包括注塑模具的設計公司使用（最佳實踐）。知識發(fā)現(xiàn)，機器學習或數據挖掘往往涉及大型數據庫。然而，通常建立數據庫知識發(fā)現(xiàn)的其他用途，往往是很多的冗余數據庫中的屬性。這增加了知識發(fā)現(xiàn)的復雜性和降低了發(fā)現(xiàn)知識的質量。

知識發(fā)現(xiàn)需要以下步驟：

連續(xù)屬性預處理，優(yōu)化的屬性值，

消除無用的屬性。

?尋找一個很好的屬性約簡（有時也被稱為功能選擇）

決策支持系統(tǒng)。

?從決策系統(tǒng)中提取知識。

?測試的規(guī)則和申請作出決定。

我們的做法是開發(fā)一個簡單的系統(tǒng)，以支持有效和合理的決定，在模具設計過程中使用現(xiàn)有的CAD元素代表收集知識。來形容的決定，并評估相應的最佳實踐，是作者們從不同的使用闡述問卷愛沙尼亞公司收集的數據。標準的Excel技術被用于建模的決定。

我們所提出的決策分析技術幫助：

?塑料模型的一部分??，技術規(guī)劃和決策樹的模具設計問題。

?基于最佳實踐的分析決策模型，做出更好的設計決策

公司和使用模式識別技術。

?自定義CAD系統(tǒng)的塑料零件和模具設計（UGNX的MOLDWIZARD）

?溝通有效的設計方案，基本分析，最好??的設計結果

決策和支持的假設。

2.1知識獲取整體模具設計過程中，包括產品設計，選材，制造工藝的選擇，模具設計和模具制造過程中選擇，如圖1所示。模具設計過程包括模具基礎設計和型芯/型腔設計。在模具基地的設計過程中工程師有選擇模具類型，模具尺寸，加工方法和模具材料，塑料產品參數。在型芯和型腔設計過程中工程師有選擇熔體進料系統(tǒng)，冷卻和通風系統(tǒng)和彈射系統(tǒng)，根據塑料產品參數。

在每一個選擇階段，作出幾項決定，以使這些選擇。決定如下：

融化飼料系統(tǒng)的有關決定：

1。腔的數量和布局，收縮率，注塑機的選擇

2。澆口的位置，大小，類型和截面

3。參賽者的布局，長度，直徑，類型和截面

4。澆口位置，長度，直徑，類型和截面的

5。分型線的數量和位置，彈射方向

冷卻和通風系統(tǒng)的有關決定：

1。冷卻通道的長度，直徑和布局，渠道本身及之間的距離

之間的渠道和模具型腔

2。排氣間隙或通風口的位置和大小

模具基地大會的有關決定：

1。模具類型

2。模具尺寸

3。定位圈尺寸

4。輔助設備

彈射系統(tǒng)相關的決定：

1。彈射系統(tǒng)類型，布局，組件（板，銷，灌木）和它們的類型，

位置，尺寸和數量

2。噴射器回收系統(tǒng)的類型和位置

模具材料相關的決定：

1。型腔和型芯插入材料

2。型腔和型芯板材料

3。模具板材料

4。其他組件材料

加工方法有關決定：

1。型腔和型芯的加工和整理方法

2。門，亞軍和冷卻通道加工方法

3。模具板的加工方法

在我們的方法中，我們開發(fā)的問卷調查，收集信息和數據，從愛沙尼亞公司。問卷分為以下四個部分：

1。產品信息-信息產品的尺寸，形狀，材料，生產和不同的環(huán)保要求等。

2。進程信息-有關工具，注塑機和注塑過程中的信息參數，如預熱，冷卻時間，射血時間等。

3。工具的信息-有關模具類型，模具的尺寸，型腔，亞軍的信息，噴射系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)，模具基礎組件，材料和加工方法。

4。-關于成本的一部分，塑料材料成本，模具成本和信息成本信息加工成本。

對于每一個決策階段的決定，要制定最合理，最合適的技術評估收集的知識。在本文中，我們選擇，作為一個例子，模具基地大會相關的決策（模具類型和尺寸選擇）來展示如何擬議的方法可以用來在Unigraphics的NXMOLDWIZARD環(huán)境的。

3收集知識的評價

模具基地，在裝配設計的各個階段是不同的。模具的基本設計包括模具類型的選擇，模具的尺寸選擇，加工方法的選擇和模具材料的選擇。因此，這些不同的設計階段，不能只是代表一種知識表示的。根據我們必須做出什么樣的決定，合理的方法或機制必須選擇。每個制造商已經開發(fā)自己的模具類型標準。我們的例子基于DME模具基地的標準組件。二甲醚提供六種不同類型的模具，選擇從UGNX的MOLDWIZARD在圖2所示。每個模具的類型有其自身的規(guī)范和板數（類型TCP，美聯(lián)社，英國石油公司，粗蛋白，..等），這取決于不同的塑料產品參數。產品參數也模式識別技術的輸入功能。圖2。模具結構類型：TCP，口岸-夾板，美聯(lián)社，英國石油公司-腔板，CP的-立管，最高人民檢察院-

支撐板，素NP-中間車牌號碼1，素NP2-中間車牌號碼2。

模式識別的基本目標是提供一個有意義的分類輸入。它可以被看作是一個兩階段的過程：特征提取和模式分類。一個特點是分為輸入模式，采取了測量。一

合適的特征之一，這將提供一個明確的輸入特征。該模式分類，然后提供一組，然后映射到一個分類的特點狀態(tài)。鑒于輸入功能，分類必須決定哪種類型的類屬比賽關系最為密切。量詞通常依賴于距離度量和概率論，這樣做可以改造每一個非數值的數值，下面的編碼和描述規(guī)則：

1。產品外形尺寸-參數值的長度（L），寬度（W）和高度（高）

因為這些參數是數值沒有編碼是必要的。

2。產品形狀-塑料部件可以近似為長方形或圓形。

長方形的參數值1;圓形參數值2。

3。模腔數-編碼發(fā)生如下：

參數值123456789

123-56810111213141516腔數

4。腔布局-腔布局類型可分為五個不同的類別：單

腔體布局參數值1，圓形布局參數值2，系列

布局參數值3，內聯(lián)布局，參數值4和對稱

布局有參數值5。不同腔布局如圖3所示5。塑料材料-下面的編碼系統(tǒng)是用來給每個材料A級

數值。塑料材料等級和相應的參數值是

如下：

塑料材料PMMAPC的甲醛佛羅里達州的PA聚氯乙烯ABS的詩體育

參數值123456789

作為模式分類，我們選擇貝葉斯分類理論。基于這一理論，決定計算使用下列公式：

GI（X）=-1/2（X-導率μi）的Σ-1I（X-導率μi）+LNP（ωi）+CI（1）

其中x是一個給定的特征向量（產品，腔的布局和數量的參數），ωi類（模具結構類型），導率μi是ωi類和σI平均值方差矩陣定義為ΣI=[（X-導率μi）（X-導率μi）]。

在不同的Excel電子表格文件，在此還使用附加的參數或指標

紙張。設計參數，可以捕捉和代表的信息，這反映了

某些類型的模具設計過程中的元素的可用性。因此這些參數，

哪些元素是最適合在一定的模具設計，模具設計人員可以評估

項目。模式識別技術的公式（1）計算不同的數值為各種模具基本類型值（圖4）。后，數值越來越排序。使出名單反映在模具基地選擇類型區(qū)（圖6）。

4集成到CAD系統(tǒng)設計知識

計算機輔助工程技術已被用來代表的注塑成型處理由模擬分析，以協(xié)助模具設計。MOULDFLOW從Mouldflow澳大利亞，塑料及電腦公司，從先進的C-FLOW流量分析CAE技術公司。從結構動力學研究公司，POLYCOOLMOULDCOOL應用工程公司，是一些典型的商業(yè)造型模具包灌裝過程和/或冷卻分析[1]。還研究人員已經開始采用以知識為基礎的方法來解決注射近年來成型及模具設計問題。IMPARD[1]是一個專家系統(tǒng)注塑零件設計開發(fā)的。輸入法[1]解決注塑部分質量問題。DTMOULD-1[1]是一種基于知識的注塑模具成本估算系統(tǒng)。MOULDX[1]和EIMPPLAN-1[1]部分納入流動性的考慮設計和處理的概念設計開發(fā)，注塑件。ICAD的[1]，德雷克塞爾大學的知識為基礎的系統(tǒng)[1]等，注塑模具的設計開發(fā)。市售包Unigraphics的NXMOLDWIZARD方便程序定制模具設計方案。正常的NXMOLDWIZARD模具設計

Unigraphics的CAD環(huán)境下可描述如圖5所示。

圖5。的整體MOLDWIZARDUnigraphics的CAD系統(tǒng)的設計過程中。

單一的標準元素或部件可以在Excel電子表格格式。要自定義，出現(xiàn)這些可用的電子表格。分析決策模型和公司的最佳實踐的基礎上做出的設計決策，模式識別技術描述AFORE應用到Excel電子表格。

我們的目標是擴大在Unigraphics的NX的MOLDWIZARD現(xiàn)有的各種可能性。它有助于支持模具設計過程中，在工具制造公司。

例如，如果選擇模架在NXMOLDWIZARD管理對話窗口（圖6），這顯然是明顯的，用于兩個Excel電子表格文件：

1。模具基址寄存器文件和

2。相應的模具基礎數據庫文件。

在模具基地注冊文件“moldbase_reg_mm.xls”模式識別技術（圖4），以找到最合適的，對應不同的特定標準（例如二甲醚格律模具基礎組件）什么類型的模具基礎組件。我們的目標是不同的模具基本類型進行排序，所以是最合理的模具基本類型中選擇“模具基地管理”對話框窗口（圖6）中的第一。它可以幫助模具設計，選擇最合理的模具基地型，其特定的模具設計項目。此外，為更具體的數據，對應于輸入分類進入模具基地寄存器文件，整體模具的基本類型的選擇變得更加準確。圖6。模具基地管理對話窗口此外，輸入新的參數，稱為“可用性指數”?！爸笖档暮x

可用性“是記錄每一個模具基地變種的單一選擇具體的尺寸

在“模架管理”對話框窗口和復制，信息反饋到模具基地

數據庫文件。這給模具設計的可能性，評估模具基地變種

主要用于在同類項目。額外變量“可用性指數”可見

MOLDWIZARD“模架管理”對話框窗口在可變部門，（圖6）。

這種方法的適用性進行了測試實際的例子。結果表明：

模式識別技術在NXMOLDWIZARD的模具基地，作為添加劑元素

注冊文件和額外的變量是方便，以采取進一步的研究考慮。

5結論

本文提出了一個技術支持的方式和方法的CAD

根據現(xiàn)有的CAD資源（Unigraphics的NX的基于模具的設計過程

MOLDWIZARD）和收集實驗數據。

擬議的方法并不是要取代公司現(xiàn)有的系統(tǒng)，而是

是一個交流和共享特殊的啟發(fā)式和經驗數據的支持工具。

在實施擬議中的CAD方法，可以方便利用工具制造公司的具體知識。

本研究的未來發(fā)展方向，是實施這一做法，其他類似的決策在模具設計過程中的問題。結合不同的知識表示方法也被認為是找到最好的解決方案，為決策。

致謝

支持這項研究是由愛沙尼