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畢業(yè)設計(論文)外文資料翻譯
系 別： 機電信息系
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
班 級： B090207
姓 名： 楊俊
學 號： B09020740
外文出處： Worcester Polytechnic Institute
附 件： 1. 原文； 2. 譯文
2013年05月
CAFIXD:一個基于實例推理的夾具設計方法。
摘要
賽程準確定位和固定的部分在加工過程中的操作，例如，該部分可以被制造成設計規(guī)格。為了減少夾具設計成本，各種計算機輔助夾具設計（CAFD）方法已經(jīng)經(jīng)過多年的發(fā)展，以協(xié)助夾具設計。一種方法是使用基于案例的推理（CBR）方法在相關設計經(jīng)驗的設計庫中檢索，并調(diào)整提供了新的夾具設計方案。索引設計案例，是在任何CBR方法的一個關鍵問題，如果索引是不夠的，CBR系統(tǒng)可能遭受無法區(qū)分的情況。本文提出了一種設計方法，為cafixd，采用定義索引屬性，采用的是公理設計的功能需求分析一個嚴謹?shù)姆椒?。因此，一個設計要求分解方面的功能要求，物理反演方法和適合每一個人的要求，以及設計重新構(gòu)成，形成一個完整的夾具設計。此外，適應性作為設計的正常屬性相似的方法將檢索的基礎上，有時可以返回的情況下是很難或不可能修復。本文介紹了cafixd框架和運行，并詳細討論了使用的索引機制。
關鍵詞：基于案例的推理，檢索的適應性，公理設計，夾具設計
1. 引言
對制造企業(yè)的一個關鍵問題是在盡可能短的時間里生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的能力?？焖侔l(fā)布一個產(chǎn)品，在領先于其他競爭對手的情況下投入市場，對于獲得一個更高的市場比例至關重要。賽程在許多制造過程中發(fā)揮了重要作用。他們精確定位和安全加工一個工件的過程中，可制造部分設計規(guī)程。因此夾具直接影響加工質(zhì)量，生產(chǎn)率和產(chǎn)品的成本。一個典型的夾具裝置，如圖1所示。工件的定位器，定位準確，取決于工件和夾具，用于保持工件在加工過程中安全地在這個位置。一個夾具的典型結(jié)構(gòu)，包括一個基座，夾緊和定位單元連接。定位和夾緊單元包括一支撐單元加一個定位器和夾具。設備可能包含不同數(shù)量和裝夾定位裝置類型，但單位一般始終遵循這一基本格式。
夾具相關的設計與制造的成本是相當大的，約10–20%的制造系統(tǒng)的[BI和張總成本會計（2001）]。版權?2004年各種2ASME方法因此被貫徹用來減少夾具成本。一種方法是開發(fā)可以用在各種不同的情況下的柔性夾具系統(tǒng)。一個替代方法是已被研究的簡化和縮短夾具設計過程的選項。各種計算機輔助夾具設計采用人工智能的方法已通過多年研究協(xié)助夾具設計。本文提出了cafixd方法，基于案例推理方法這一新的夾具設計方法。最初，各種設計方法的批判闡明的cafixd方法發(fā)展的需要。cafixd方法的討論。提出了顯著的重點描述所使用的索引機制的整體cafixd框架。關于他的操作，還提供了一個例子。
圖1：一個典型的模塊化夾具
2.文獻綜述
在CAFD社區(qū)多的努力都集中在開發(fā)系統(tǒng)，產(chǎn)生最佳的夾具布局。這些布局的最佳位置指定的夾具應用于被加工工件的?；谝?guī)則的[倪庫馬爾（1991），Roy等人（1997年），張力元，劉（1992）]和[Melkote自動化季刊（2000年），吳陳（1996）]方法是遺傳算法的典型方法，已被用于開發(fā)CAFD系統(tǒng)。然而，這些系統(tǒng)不指定實際的物理形式，以個人為單位，包括夾具應承擔。他們的輸出是一個說明夾具接觸工件的坐標。 Kumar等人（1999）試圖從概念設計個性化的固定單位，使用混合遺傳算法/神經(jīng)網(wǎng)絡方法。然而，它們的輸出基本上是指定它的基本類型和其組成部分的自然的固定裝置的一個高層次的概念設計。設計單位完成夾具的嘗試是基于幾何方法[吳等人（1998），一個等人（1999）]的基本概念是確定一個特定的固定裝置的關鍵尺寸（通常它的高度），然后與此組件的所有其他維度通過預先存在的數(shù)學關系來這critical dimension。CAFD的方法來的一個共同特點是，他們不考慮完整的操作要求一個固定的，而不是集中在某些特定方面的燈具，最常見的夾具配置布局。然而，仍然需要發(fā)展CAFD技術，夾具設計相關的各個方面，BI和張（2001年）已確認。其他要求可以包括裝載/卸載時間，夾具重量，成本，裝配時間，等等。因此，從CAFD領域仍然缺少的是一個系統(tǒng)，完全可以設計一個完整的夾具，使用所有的業(yè)務要求來指導設計過程。
基于案例的推理（CBR）也被用來開發(fā)CAFD系統(tǒng)[Bi和張（2001年），庫馬爾倪（1995）]。CBR是實例類比推理的一種技術，–類似設計經(jīng)驗知識檢索和修改提供一個新的設計問題的解決方案。它非常適合夾具設計，因為一個好的夾具的設計在很大程度上依賴于設計者的經(jīng)驗[庫馬爾倪（1995）]。從本質(zhì)上講，在兩個主要階段CBR - 情況下，召回的情況下適應[馬希爾加爾薩（1997）]。設計案例召回關心的是找到一個相關的案例在案例庫。細分為：索引以前的解決方案應該具有的功能，相對于目前存在的問題;
檢索–那些擁有全部或部分所要求的功能確定的情況下；選擇–檢索到的情況進行評估，然后排列相似。適應識別之間的差異選擇設計和新的問題尋求解決方案。一旦必要的變化進行確認，然后由。對于索引的情況下，不可分割的一個重要問題是[ McSherry（2002）]。不可分離性時發(fā)生的CBR系統(tǒng)無法區(qū)分兩種情況：即，兩種情況下都能為所有的屬性相同的值，但它是不可能的，這兩種情況都會同樣適用于目前的設計要求。不可分離性是由太多的索引屬性或通過選擇屬性選擇不當造成的：即，屬性和/或它們的值是所有或許多設計常見和不區(qū)分設計。通過許多的索引方法已被確定與設計問題相關的屬性。例如，庫馬爾（1995）使用索引設計案例，描述為一個夾具的設計意圖是工件的屬性，如加工特點，內(nèi)部特征之間的關系，表面加工方向等信息。然而，有一些指導方針，選擇適當?shù)闹笜撕蜆藴?，是設計師用他/她的經(jīng)驗確定適當?shù)闹笜?。因此，闡明設計要求的情況下，有必要制定一個正式的方法確定指標。
許多CBR系統(tǒng)基礎的情況下對屬性的相似性：即回憶，最近鄰方法使用標準的加權技術[昌等人（2000），瓦瑪和羅迪（1999），遼等（2000）]。然而案例之間的相似度高不一定的情況下，可以很容易地適應的結(jié)果。事實上一個較小的相似設計案例可能是在某些情況下更容易適應的設計（利克，1996）。
因此，嘗試以配合其他成分的CBR過程更緊密地適應[史密斯和基恩（1996年，1995年），羅森曼（2000）]。例如史密斯和基恩的檢索后，根據(jù)可能出現(xiàn)的適應性。他們確定了適應戰(zhàn)略需要解決一個特定的情況下，以最優(yōu)惠的適應戰(zhàn)略和檢索的設計。然而基于適應性檢索是一個昂貴的方法計算的原因有兩個。其中，該方法要求的CBR系統(tǒng)，需要確定以什么樣的變化進行修復情況，然后再決定如何實現(xiàn)這種變化（可能有以下幾種方式影響改變），并且檢查怎么做的改變將會影響到其余的設計。這是一個更為復雜的過程，而不是只檢查屬性的相似性，因為它需要先知的能力來確定設計決策的影響。第二，這種方法可能需要導航的一個非常大的搜索空間導致版權所有?2004年控制3ASME問題。因此，最初的搜索空間限制，需要定義一些方法。在適應性建立檢索保持圖書館小是非常重要的，這是相反的基于相似性的檢索，相似的大量設計案例提高了找到一個合適的設計方案的理想可能性。
3．設計方法
第二節(jié)提出了評論各種設計的方法。本節(jié)總結(jié)了cafixd方法的目標，詳細介紹了如何將這些目標得以實現(xiàn)，并討論了cafixd方法。cafixd框架的概述和所使用的索引機制進行了深入的介紹。檢索和適應的過程將在未來的文章中詳細討論。