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功能方法的形式化的夾具設計過程 摘要 設計工裝夾具是一個非常復雜的過程，依賴于設計者的經(jīng)驗和他的自身知識達到一個好的設計。為便于自動化的發(fā)展以知識為基礎的應用程序，明確界定的夾具，涉及的知識是一個事先和根本任務進行的設計過程。此外，一個基本的和眾所周知的工程原則應考慮：功能需求及其相關的限制應該是第一個輸入的設計過程?？紤]到這些主要的思想，本文提出了發(fā)展以促進自動化夾具的設計，根據(jù)功能的方法。在這方面，該方法已被用來征求摩卡設備知識和統(tǒng)一建模語言被用來代表夾具設計過程。一個方法的基礎上的函數(shù)的概念和旨在將這些設計過程的建議。夾具功能要求被定義和形式化。固定功能元素被用來創(chuàng)造一個功能設計方案，鏈接這些要素的功能要求和典型商業(yè)夾具元件已經(jīng)確定通過表格和規(guī)則映射。最后，一個原型應用基礎知識已經(jīng)發(fā)展為一個初始驗證的提出的方法。 關鍵詞：夾具設計過程知識建模；夾具，夾具的功能要求 1.簡介 其主要目的是提供一種設計理論，用適當?shù)目蚣芎头椒ǖ亩x一系列的活動，符合設計過程中的一個產(chǎn)品或系統(tǒng)。一般來說，所有這些確定要求為出發(fā)點的設計過程。在事實上，工程學科處理產(chǎn)品設計可以被定義為一個科學與創(chuàng)建產(chǎn)品定義和工程知識設計解決方案的基礎上的想法和概念源自要求和限制。在這項研究中，考慮到要求一個相關的問題時，以此作為一個廣義的概念，是使明確的含義，主要條款有：功能要求和約束。一個功能要求的，因為它表示了不同的作者，代表什么產(chǎn)品或必須獨立于任何可能的方案。和考慮到一些基本原則的廣泛認可領域的需求工程，我們可以補充的是獨特的和明確的聲明在自然語言中的一個單一功能的書面的方式，它可以排名，跟蹤，測量，驗證，并驗證。一個約束可以被定義為一個限制，一般影響一些這種要求，它限制了各種可能的解決方案同時滿足需求。所以，一個約束應始終鏈接到一個要求，其目的是狹義的設計結(jié)果可以接受的解決辦法。在公理化設計理論，功能要求應該被定義的功能域，這對現(xiàn)場的問題是如何定義和功能的產(chǎn)品。該方法用于代表會影響推理過程的設計，在這個意義上，之間的映射功能和物理領域，被后來的一個地方設計解決方案的開發(fā)。其設計方法提供了一個根據(jù)“function-behaviour-structure框架，在函數(shù)的定義是利用結(jié)構(gòu)行為”。目的是填補這一缺口，使設計師從美聯(lián)儲的物理設計解決方案。方法是，產(chǎn)品功能通過它的結(jié)構(gòu)，這似乎導致一個迭代因果關系的方法，在尋求解決直到選定的結(jié)構(gòu)，使預定的功能。采用的方法在本文的研究是根據(jù)定義的夾具功能部件（FCC），能夠滿足夾具功能，并在柔性扁平電纜和夾具之間的映射，這樣的商業(yè)元素。先進的方法來定義要求和功能來建立本體?；旧?，模型的重要性，主要是有關夾具，功能要求，夾具，夾具元件，制造資源，制造過程，和設計規(guī)則；居住的可能性，自動化設計過程通過發(fā)展知識應用程序或系統(tǒng)。本形式化的功能要求的實現(xiàn)通過應用一個結(jié)構(gòu)化的方式規(guī)范方法論，和UML圖是用來捕獲，代表和正式的知識，是促進自動化的夾具設計過程。IDEF 0方法用來創(chuàng)建一個活動模型夾具設計過程，使確定的信息在每一個不同的任務包括。它已被用來補充IDEF 0模型的代表之間的互動活動過程中。 2，分析機械加工設備的要求 在1節(jié)，分別被定義：功能要求與約束條件。要求總是存在，在他們的方式表達，以及他們是如何集成在產(chǎn)品的設計過程中，一般來說，需求工程是指本學科處理捕獲，形式化， 表示，分析，管理和驗證需求滿足。然而，所有這些方面的需要集成在產(chǎn)品的設計過程， 第一個方面考慮的是如何的要求代表或宣布。因為它已被以前所述，要求明確的表達方式 影響他們的解釋和設計創(chuàng)作解決方案。在這個意義上，它已被廣泛接受，認為使用 在加工，工作是一個關鍵方面，及固定裝置要素是負責滿足這一總體目標。在他們的設計流程，出發(fā)點是定義的加工設備的功能要求和約束。通常，一個夾具的解決方案是由一個或幾個物理元素，作為一個整體設計的夾具方案必須滿足所有準則和相關的政務司司長。定心，定位，夾緊，并支持，可以被認為是功能要求的夾具，夾具必須做什么，獨立于任何特定的解決方案。條款限制，限制各種可能的解決方案”，有許多因素要考慮，主要處理：形狀和尺寸被加工零件的，公差，操作順序，加工策略，切削力，一些設置，設置時間，體積材料批量大小，生產(chǎn)速度，機形態(tài)，機器的能力，成本，等結(jié)束時，該解決方案可以通過：準確性，可靠性，和經(jīng)濟。 3，該方法的形式化該夾具的設計過程 該方法中提出的這項研究的夾具設計過程是基于五個主要的設計階段（編號1–5），命名為：功能要求發(fā)展（法國），定義了夾具設計功能，功能設計的夾具方案，詳細設計夾具方案（日）和夾具的最終解決方案設計驗證。這些階段的目的是定義一個過程連續(xù)反饋，使發(fā)展中國家的夾具設計一個系統(tǒng)，結(jié)構(gòu)和并行方式（圖5）。1階段：第一階段，發(fā)展的功能要求（法國），包括捕獲的知識需要進行設計，加工工藝，夾具。它有2個主要的任務，第一個填充的摩卡形式，和第二形式的功能要求根據(jù)結(jié)構(gòu)的2節(jié)中定義的。2階段：第一階段，定義固定功能目的是完成了一套高水平的軟件函數(shù)模板，在一個以知識為基礎應用程序允許產(chǎn)生夾具的解決方法符合功能要求定義在前一階段。夾具功能被定義圖形使用一種基于IDEF 0建模。該法允許體現(xiàn)圖形屬性和操作所需的實施一個函數(shù)。圖6顯示了一個例子。建議表示是一個高級功能的定義；它是獨立的知識表示將使用執(zhí)行，而不需要從夾具設計師深入了解任何軟件建模技術。定義這些固定功能的第一步是在模型所需的知識工程的應用開發(fā)。例如，考慮到影響夾具穩(wěn)定的一個主要制約因素，夾具功能解決任何要滿足這種約束。要做到這一點，這將是要確定一個夾具功能的穩(wěn)定性圖5。從一個高層次的角度，零件信息（如：材料力學性能，形狀，尺寸和公差），加工工藝信息（例如：機械加工業(yè)務，加工戰(zhàn)略，卷刪除，切削參數(shù)，切削工具參數(shù)），和夾具功能元素信息（即：功能，約束，規(guī)則，含有量，點向量和應用）。這一信息將有被用來確定一些參數(shù)如切削并允許夾緊力。技術，狀態(tài)的部分表面，功能的技術元素，和類之間的聯(lián)系零件表面和夾具元件。材料的力學性質(zhì)，形狀和尺寸的一部分被加工，和相關公差。限制，方向，含有量，接觸參數(shù)，和定位點。操作序列，和對于每一個操作：加工策略，切削參數(shù)，切割工具，和刪除。一些設置，批量，生產(chǎn)速度，以及目標成本。4階段：第四階段，詳細設計包括建立詳細的解決方案。這基本上是幾何（含體積）與夾具元件，這是特別相關的干涉檢查。不過，在這種情況下空間的可能的解決辦法是減少，最后，第五階段，驗證設計，目的是使最終的評價和驗證的功能符合要求和其相關的約束。 4。夾具設計過程的功能模型 因為它是在介紹中提到，功能設計方法，然而，正如所指出的法國標準化協(xié)會之間的關系元素和夾具的商業(yè)組件夾具功能功能代表商業(yè)元素類型選擇，夾具的功能，接觸表面，方法通過在本研究涉及的定義，什么將是第一步，在夾具本體發(fā)展。功能的方法，夾具設計，基于信息模型定義，有一些特點，即：減少一些功能，夾具已經(jīng)執(zhí)行的可能性，正規(guī)化靈敏度，規(guī)范與定量預選賽，并減少設計空間的使用功能性元素。不過，定義之前任何夾具信息模型，是有必要界定的夾具設計過程和信息流沿它。以下是活動模式在這表示夾具設計過程。本 模型的代表利用IDEF 0和統(tǒng)一建模語言，它允許確定知識單元需要在這些過程，以及它們之間的相互作用，一些作者還使用建模技術代表的過程和一部分的相關信息的夾具設計過程，但沒有采取功能性做法，它輸入起點與知識有關的單位的一部分幾何，制造工藝，加工 資源，和下面的IDEF 0方法，知識單元構(gòu)成的最終輸出的過程是夾具詳細設計，和夾具裝配圖。資源知識單元的電機單元和模塊化夾具部件。制造工藝，加工操作，切削刀具，切削條件，加工戰(zhàn)略，以及機床的形態(tài)。輸出是一個了解之間的對應部分技術特點和加工操作。 該過程重點是定義的技術特征加工才能完成的部分。它包括輸入的結(jié)果從先前的三活動到 它創(chuàng)建的一個清單，加工的特點與他們的相關的尺寸和公差。 5，信息模型，實例，和方法驗證 夾具設計過程建模，確定的知識單元：要求夾具，夾具函數(shù)，定義，加工操作，功能設計規(guī)則，詳細設計規(guī)則，夾具資源，和夾具驗證，是仿照在一個面向?qū)ο蠼Y(jié)構(gòu)，對于其中的一些知識單位，專門為一部分定義和加工業(yè)務這樣的模型，和結(jié)果的原型信息和加工計劃。因此，本夾具功能要求必須定義這些活動的一部分 6，結(jié)論 一個綜合的方法來設計過程加工設備已通過本研究?；灸繕耸钦降姆椒ù龠M這種設計過程自動化。依賴對調(diào)查結(jié)果和所得出的結(jié)論文獻復習和與夾具設計，一些原則被認為是指導研究。以下是這些原則和他們?nèi)绾伪豢紤]到：開始的一步是定義的夾具功能要求。這個原則導致形式化的要求，根據(jù)一些方法從需求工程，并以功能表達的夾具設計方案，根據(jù)標準，這種方法可以驗證設計方案對指定的需求。有需要捕獲和正規(guī)化加工夾具知識。這個原則導致使用一個建模的方法，在這種情況下，信息建模方法最后通過，有需要定義和表面加工夾具設計過程。這個原則導致其定義和表面利用IDEF 0和統(tǒng)一建模語言。有需要定義軟件夾具功能，其目的是創(chuàng)造解決方案，落實夾具功能要求和定義獨立的執(zhí)行系統(tǒng)。這原則，導致一些研究解決方案已在這一領域，特別是優(yōu)化作品，并得出結(jié)論，只有高水平描述這功能，其中的信息和基本規(guī)則必要的執(zhí)行被指定的，是可能的地址。然而，復雜程度高的夾具功能，需要進一步調(diào)查，以便定義如何分解成低層次同時保持獨立的代表詳細執(zhí)行標準。進行的研究，可以得出這樣的結(jié)論，形式化的夾具設計過程的基礎上功能要求允許發(fā)展一個更完整 方法的問題，夾具設計?；镜牟襟E，和基本輸入到任何實現(xiàn)目標自動化的過程，開始與夾具設計過程，并繼續(xù)與定義的夾具知識要求：夾具，夾具功能單位，一部分定義，加工操作，功能設計規(guī)則，詳細設計規(guī)則，夾具，夾具驗證。 7，參考文獻 [ 1]克帕爾，W貝茨，工程設計系統(tǒng)方法， 其次，施普林格出版社，倫敦，1996。 [2 ]·厄爾曼，T dietterich，斯托弗，一個新型的機械 設計過程的基礎上的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，人工智能 工程設計和制造（1988）33–52。 [ 3 ]公理化設計：進展與應用，牛津 大學出版社，牛津，2001。 [4 ] B小尼爾森錢，約瑟夫， 功能建模的復雜技術系統(tǒng)（1997）3–16。 [ 5 ]·亨利克森，夾具和夾具設計手冊，工業(yè)出版社，新 紐約，（1973）。 [ 6 ] J . kakish，對設計和開發(fā)的基礎知識 通用模塊化夾具和夾具設計，智能 制造（2000）23–30。 [ 7 ] A .森迪爾庫馬爾，訴subramanuam，K蕭，多智能體 方法對夾具設計，智能制造業(yè)雜志 （2001）31–42。 [ 8 ] K whybrew，A .森迪爾庫馬爾，先進的夾具 設計制造，施普林格出版社，倫敦，1995。