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近事例。當(dāng)檢索到與新設(shè)計相匹配的事例后，系統(tǒng)即將匹配成功的結(jié)果輸出給用戶，再通過相應(yīng)的交互修改與完善即可成為新的設(shè)計方案，新的設(shè)計結(jié)果也將被存入事例庫中。同時新的Case索引也將被建立和存儲，這樣可不斷地豐富系統(tǒng)的事例知識庫。

事例推理的關(guān)鍵在于事例的提取和描述。事例的描述是通過特征表示完成的，并將特征以代碼的形式進行存儲，推理時采用指針提取代碼來獲得事例的關(guān)鍵信息，實現(xiàn)設(shè)計推理。

推理時首先需進行事例的檢索，檢索是基于一定的索引方式和相似度定義通過特征識別實現(xiàn)的，檢索到相近事例后還需進行相似算法的匹配，即計算兩個事例的相似度。計算模型為

式中，i表示第i個匹配的特征；

相似度[i]表示事例間第i個特征的相似度；

權(quán)重[i]表示第i個特性的權(quán)重因子。

當(dāng)特征值相等時，相似度[i]=權(quán)重[i]；特征值不等時，相似度[i] =0。

系統(tǒng)運行時是通過識別塑件主特征來檢索出最相似的事例，但具有相同主特征的事例可能有多個，為此需要通過輔助特征來進一步篩選出最相近的事例。相似度[i]的計算主要依據(jù)特征的屬性，不同屬性的特征對應(yīng)的值不同。CBR中的每個事例都有一組特定的屬性{a1,a2,a3…ai…an}，屬性ai的權(quán)值可通過公式（2）進行計算，其中Pi是與新事例相關(guān)的事例庫中的事例屬性ai出現(xiàn)的概率，qi是與新事例無關(guān)的事例庫中的事例屬性ai出現(xiàn)的概率。

計算出相似度[i]和權(quán)重[i]后，通過公式（1）就可以得出事例庫中每個事例與新事例的相似度，相似度最高的被評定為最相似事例，然后系統(tǒng)會根據(jù)相似度最高的事例來設(shè)計新的澆注系統(tǒng)。如果經(jīng)過計算得出的相似度低于75％，則認為事例庫中沒有相近的事例。此時可選取一個比較相近的事例為基礎(chǔ)，進行人工交互設(shè)計，設(shè)計結(jié)果經(jīng)過驗證合理后，也將被作為新的事例存入事例庫。

對系統(tǒng)推理設(shè)計出的澆注系統(tǒng)設(shè)計方案，認為滿意后即可直接輸出，也可通過MoldFlow分析軟件作進一步的模流分析驗證，對不滿足設(shè)計要求的結(jié)果，則需返回系統(tǒng)重新進行設(shè)計。

4  系統(tǒng)實現(xiàn)的實例

圖3為某報警器殼體塑件，材料為ABS，塑件外形尺寸為高 52mm，直徑為60mm，塑件壁厚1.5mm，設(shè)計要求為一模八腔。塑件外觀不允許有明顯的澆口痕跡。

 

 

 

 

 

塑件的幾何形狀屬一端封閉的圓筒形，結(jié)構(gòu)不很規(guī)則。圓筒上部有16條筋與頂部圓弧面連接，下部圓柱面上沿底部圓周外壁不均勻地分布有4個凸起結(jié)構(gòu)，圓柱部分底面為平面。內(nèi)形為階梯形圓柱孔。該塑件不需用側(cè)向抽芯的模具結(jié)構(gòu)即可成形。其主要特征為圓筒形和圓弧頂面，輔助特征為連接筋和局部凸起結(jié)構(gòu)。應(yīng)用智能化設(shè)計系統(tǒng)進行澆注系統(tǒng)設(shè)計的過程如下：

1）獲取信息

進入智能化設(shè)計系統(tǒng)后，首先對塑件進行特征識別，然后通過圖4所示的對話框，來獲得塑件的半徑、高度和模板厚度及型腔數(shù)量與位置分布等信息。同時系統(tǒng)根據(jù)塑件材料參數(shù)及尺寸進行體積與質(zhì)量計算。

 

 

 

 

 

2）進入RBR引導(dǎo)的智能化設(shè)計模塊

首先系統(tǒng)進行初始化設(shè)計，以確定流道的布局形式、澆口的類型、數(shù)目和位置。其中流道的布局形式信息是通過系統(tǒng)對話框窗口獲得的。澆口的數(shù)目由系統(tǒng)運行內(nèi)部規(guī)則知識庫經(jīng)過計算來確定。澆口類型和位置設(shè)計的推理過程如下：

IF  外觀質(zhì)量要求＝外觀無明顯痕跡

AND 材料＝ABS  AND 主特征＝圓筒形和圓弧頂面 AND 輔助特征＝連接筋 AND 塑件對稱性＝非；

THEN  澆口類型＝【點澆口】；

IF  主特征＝圓筒形和圓弧頂面 AND

輔助特征＝連接筋A(yù)ND 限制特征＝邊限制；

THEN  澆口位置 ＝ 【圓弧頂面中心位置】。

    澆注系統(tǒng)的類型及澆口位置等確定后，系統(tǒng)進入優(yōu)化設(shè)計階段。通過采用遺傳算法進行最佳澆口位置的自動搜索，使得不同流動路徑的等效流長差異的算術(shù)平均值最小，從而保證澆注系統(tǒng)的流動平衡。根據(jù)塑件及其材料的相關(guān)信息和優(yōu)化的澆口位置，系統(tǒng)推出了在塑件頂面圓弧中心位置的單點澆口進料方式。

最后系統(tǒng)根據(jù)初始階段和優(yōu)化設(shè)計的結(jié)果，進行流道尺寸與截面形狀及澆口尺寸的詳細設(shè)計。設(shè)計過程中需根據(jù)選用的模架尺寸，運用系統(tǒng)的規(guī)則知識庫和相關(guān)數(shù)學(xué)模型進行各部分的尺寸計算。如：

主流道尺寸確定:

IF 塑件材料＝ABS 

THEN 主流道錐度α＝3°

topXRadius＝注塑機噴嘴直徑； 

height＝定模板厚度＋脫流道板厚度；

系統(tǒng)通過D＝topXRadius+2.0*height/tan(43*PI/90)

計算主流道大端直徑。

澆口尺寸的計算，系統(tǒng)是根據(jù)識別出的塑件特征尺寸及體積和質(zhì)量的計算，再通過上述過程，系統(tǒng)即可給出完整的澆注系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計方案，本例推出的一模八腔澆口直徑的經(jīng)驗計算模型求得的。同理系統(tǒng)根據(jù)相關(guān)規(guī)則推理和數(shù)據(jù)計算可確定出合理的流道截面形狀和各級分流道及冷料穴的尺寸。

單點澆口的平衡式布局的設(shè)計結(jié)果如圖5所示。

 

 

 

 

 

5結(jié)束語

澆注系統(tǒng)設(shè)計是注塑模具設(shè)計中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，傳統(tǒng)的以經(jīng)驗為主的設(shè)計方法難以滿足現(xiàn)代工業(yè)產(chǎn)品對模具高質(zhì)量、短周期的設(shè)計要求。本文在對塑件的幾何特征和模具澆注系統(tǒng)組成特征進行分類及對澆注系統(tǒng)設(shè)計知識、典型結(jié)構(gòu)及專家經(jīng)驗進行全面分析總結(jié)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用知識工程的方法，建立了澆注系統(tǒng)設(shè)計的知識規(guī)則庫和事例庫，并用RBR和CBR相結(jié)合的推理技術(shù)，實現(xiàn)了注塑模具澆注系統(tǒng)的智能化設(shè)計。本文的工作為進一步實施注塑模具的智能化設(shè)計奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻

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