切削專家系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn).pdf

1、隨著機(jī)械加工設(shè)備的不斷發(fā)展，如數(shù)控加工中心的問世及普及、和新型切削刀具材料的問世和普及使用，極大地提高切削速度，進(jìn)而提高了整個(gè)切削加工中的金屬去除率。這對(duì)生產(chǎn)制造廠家在提出了一個(gè)非常現(xiàn)實(shí)的問題：如何更好地利用好先進(jìn)的切削刀具？ 本文提出建立一個(gè)企業(yè)級(jí)的切削專家系統(tǒng)。切削專家系統(tǒng)是企業(yè)工程信息系統(tǒng)（EIS）的一項(xiàng)基礎(chǔ)性工作，主要是向計(jì)算機(jī)輔助工藝設(shè)計(jì)（CAPP）提供合理的切削方案。切削專家系統(tǒng)可以收集優(yōu)秀的切削方案和切削故障案例

2、分析，并從中提取切削知識(shí)，為今后解決相類似的問題提供專家建議。 本文將切削專家系統(tǒng)主要功能定義為：(1)切削方案的推薦功能，通過此專家系統(tǒng)可以獲得切削過程中的刀具的配置方案和切削參數(shù)。（2）切削方案的優(yōu)選功能，在眾多備選方案中通過優(yōu)選算法獲得最優(yōu)化的切削推薦方案。（3）切削故障的診斷、解決功能，對(duì)切削過程中的常見切削故障進(jìn)行分析診斷，提出對(duì)策建議。 本文提出了切削專家系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖，并提出本專家系統(tǒng)采用的是模塊化設(shè)計(jì)的

3、方法，每個(gè)功能模塊具有相對(duì)獨(dú)立的結(jié)構(gòu)，不與其他模塊有數(shù)據(jù)的依賴性。整個(gè)專家系統(tǒng)分為以下幾個(gè)模塊：切削方案查詢模塊、切削方案優(yōu)選模塊、切削故障診斷模塊、數(shù)據(jù)維護(hù)模塊等。 本文重點(diǎn)討論上述四個(gè)功能模塊中的三個(gè)實(shí)施模塊：切削方案查詢模塊、切削方案優(yōu)選模塊和切削故障診斷模塊 針對(duì)切削實(shí)際情況，提供合理的切削方案，這是切削方案查詢模塊的主要功能。建立簡潔可行的結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)來描述切削實(shí)例經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ蛯⒁郧扒邢骷庸しe累的切削方案和經(jīng)驗(yàn)儲(chǔ)存于

4、切削數(shù)據(jù)庫中。利用基于實(shí)例推理技術(shù)，通過計(jì)算切削問題與經(jīng)驗(yàn)實(shí)例兩者之間的相似度，選擇最為相似的實(shí)例方案群為新的加工問題的參考解決方案。 切削方案優(yōu)選模塊實(shí)現(xiàn)了在眾多切削推薦方案中選擇出最合理、最低成本的切削方案的功能。切削方案優(yōu)選模塊針對(duì)切削方案查詢模塊獲得的多項(xiàng)方案，提出優(yōu)選算法，獲得最大生產(chǎn)率、成本最低、利潤率最大的切削方案。結(jié)合現(xiàn)代切削技術(shù)的發(fā)展，將三種優(yōu)化目標(biāo)函數(shù)進(jìn)行簡化，獲得優(yōu)選算法。確定優(yōu)選算法的約束條件目標(biāo)函數(shù)。通

5、過計(jì)算各切削方案的優(yōu)選極值，獲得最合理的切削方案。 切削故障診斷模塊完成了切削故障原因分析、解決方案的推薦。整個(gè)模塊運(yùn)用專家的知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)，分析故障發(fā)生的原因，提出解決故障的方法。在某些情況下，例如發(fā)生新故障時(shí)，僅憑專家經(jīng)驗(yàn)尚不能夠提供合理的故障診斷，這時(shí)本系統(tǒng)會(huì)依據(jù)自身掌握的切削加工原理和切削故障原理，對(duì)整個(gè)切削過程進(jìn)行整體的觀察、分析、比較、判斷，獲得該切削故障的一些發(fā)生原因，提出故障診斷原因。本文提出了切削故障的一般推斷原則