基于回转体零件CAPP系统的研究

论文摘要

随着并行工程、敏捷制造技术和人工智能在制造业自动化方面的发展,企业对计算机辅助工艺设计系统的要求也越来越高,而传统的工艺设计系统已经不能满足高速的市场导向和多变的产品需求。因此实现柔性化、自动化、智能化的CAPP系统是将来制造业发展的必然趋势,将传统的工艺设计经验与智能化的计算机决策相结合来实现CAPP系统,成为当前研究的热点。本文分析了CAPP的发展和特点,提出当前CAPP系统中存在的主要问题和CAPP系统的发展方向。对零件信息、工艺参数进行了必要的数据抽象和建模,重点论述应用人工神经网络技术实现工艺决策的算法和实现方法,从工艺推理等方面构建智能化的工艺推理机制,设计了系统体系结构和工作流程,最后通过CAPP原型系统来验证相关理论的可行性。该系统的主要特点主要为：1.在对回转体零件构成特性分析的基础上,采用形面描述法的思想实现了零件形面要素的定义、编码及其描述参数的确定。构造了零件信息模型,并以此模型为基础完成了零件信息的输入与存储设计。2.在网络算法上,以ART1网络为基础的工艺推理算法模型,将人工神经网络(ANN,Artificial Neural Network)技术在模式识别、动态分类领域的并行处理能力、分布式存储、良好的自适应和高度容错特性引入到CAPP工艺推理机制中,有效的解决CAPP工艺决策的不确定性推理和复杂的数据检索问题,为实现智能化的工艺设计提供了新的思路。3.在系统体系结构方面,建立以模块化方法为基础的系统体系和工作流程,基本实现了以结构件为主要对象的工艺设计系统。开放的关系型数据库设计,可编辑的文件报表输出,良好的用户交互体验,完善的安全策略都使系统在多方面实现了更高的先进性。综上,为了实现更高层次的智能化CAPP系统,本文通过对基于人工神经网络的面向对象CAPP技术的研究,实现了CAPP系统在工艺决策方面的智能化、.自动化,提高了计算机辅助工艺设计在推理决策、设计过程和文件生成方面的智能性和适应性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 CAPP的基本概念
• 1.2 CAPP的发展及分类
• 1.2.1 CAPP的发展
• 1.2.2 CAPP的分类
• 1.3 CAPP系统的基本结构
• 1.4 选题的目的和意义
• 1.5 课题研究的主要内容
• 1.6 本章小结
• 2 系统的总体设计与体系结构
• 2.1 系统分析
• 2.1.1 系统需求分析
• 2.1.2 系统目标分析
• 2.2 系统的总体设计
• 2.2.1 系统的设计思想
• 2.2.2 系统的总体结构
• 2.2.3 系统的工作流程
• 2.2.4 系统的功能模块的划分和设计
• 2.3 本章小结
• 3 零件信息的描述与输入
• 3.1 CAPP系统对零件信息描述技术的要求
• 3.2 零件信息描述的基本方法
• 3.3 回转体形面要素分析以及编码
• 3.3.1 零件形面描述参数的确定
• 3.3.2 零件信息模型的建立
• 3.3.3 零件的关系数据模型
• 3.3.4 回转体零件编码的实现
• 3.4 回转体零件信息输入流程
• 3.5 本章小结
• 4 基于关系的数据库的设计
• 4.1 数据库基础技术
• 4.2 基于关系的数据库
• 4.2.1 工艺资料
• 4.2.2 工艺信息模型
• 4.2.3 工艺规则模型
• 4.3 数据库的结构
• 4.3.1 工艺表的建立
• 4.3.2 工艺表的联系
• 4.4 数据库操作的实现
• 4.5 数据库的安全机制
• 4.6 本章小结
• 5 工艺决策和工艺信息输出的实现
• 5.1 工艺决策的基本方法
• 5.2 工艺知识的表达和实现
• 5.3 神经网络基本概念
• 5.3.1 ART1网络的工作原理
• 5.3.2 人工神经网络在CAPP系统中的应用
• 5.3.3 ART1网络的学习规则的算法与实现
• 5.4 实例推理技术
• 5.5 系统工艺决策的实现
• 5.6 工艺尺寸链的计算
• 5.6.1 封闭环解算
• 5.6.2 组成环公差解算
• 5.7 工艺信息的输出
• 5.8 本章小结
• 6 回转体零件CAPP系统的应用实例
• 6.1 系统登录
• 6.2 零件信息的输入和检索
• 6.3 系统工艺决策
• 6.4 工艺檔的输出
• 7 结论
• 7.1 论文总结
• 7.2 进一步研究展望
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文
• 致谢