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掌握智能工艺规划与编程技术

2023-06-23 理论教育版权反馈

【摘要】：智能工艺是将产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术，也是对零件从毛坯到成品的制造方法进行规划的技术。智能工艺计算机程序人机界面，如图3-3所示。图3-5智能工艺决策专家系统构成智能工艺决策专家系统具有以下特点：以“逻辑推理+知识”为核心，致力于实现工艺知识的表达和处理机制，以及决策过程的自动化。采用人工智能原理与技术。

智能工艺是将产品设计数据转换为产品制造数据的一种技术，也是对零件从毛坯到成品的制造方法进行规划的技术。智能工艺以计算机软硬件技术为环境支撑，借助计算机的数值计算、逻辑判断和推理功能，确定零件机械加工的工艺过程。智能工艺是连接设计与制造之间的桥梁，它的质量和效率直接影响企业制造资源的配置与优化、产品质量与成本、生产组织效率等，因而对实现智能生产起着重要的作用。

1.智能工艺概念

智能工艺就是计算机辅助工艺（Computer Aided Process Planning，CAPP），是指在人和计算机组成的系统中，根据产品设计阶段给的信息，通过人机交互或自动的方式，确定产品的加工方法和工艺过程。智能工艺计算机程序人机界面，如图3-3所示。

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图3-3　智能工艺计算机程序人机界面

2.智能工艺组成

智能工艺系统由加工过程动态仿真、工艺过程设计模块、零件信息输入模块、控制模块、输出模块、工序决策模块、工步设计决策模块和NC加工指令生成模块构成，如图3-4所示。

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图3-4　智能工艺系统组成

各模块的功能如下：

（1）控制模块：协调各模块的运行，实现人机之间的信息交流，控制零件信息的获取方式。

（2）零件信息输入模块：通过直接读取CAD系统或人机交互的方式，输入零件的结构与技术要求。

（3）工艺过程设计模块：对加工工艺流程进行整体规划，生成工艺过程卡，供加工与生产管理部门使用。

（4）工序决策模块：对以下方面进行决策，即加工方法、加工设备及刀夹量具的选择，工序、工步安排与排序，刀具加工轨迹的规划，工序尺寸的计算，时间与成本的计算等。

（5）工步设计决策模块：设计工步内容，确定切削用量，提供生成NC加工控制指令所需的刀位文件。

（6）NC（Numedcfl Control，数字化控制）加工指令生成模块：依据工步设计决策模块提供的文件，调用NC指令代码系统，生成NC加工控制指令。

（7）输出模块：以工艺卡片形式输出产品工艺过程信息，如工艺流程图、工序卡，输出CAM数控编程所需的工艺参数文件、刀具模拟轨迹、NC加工指令，并在集成环境下共享数据。

（8）加工过程动态仿真模块：对所生成的加工过程进行模拟，检查工艺的正确性。

3.智能工艺决策专家系统

智能工艺决策专家系统是一种在特定领域内具有专家水平的计算机程序系统，它将人类专家的知识和经验以知识库的形式存入计算机，同时模拟人类专家解决问题的推理方式和思维过程，从而运用这些知识和经验对现实中的问题作出判断与决策。

智能工艺决策专家系统由人机接口、解释机构、知识库、数据库、推理机和知识获取机构六部分共同组成，如图3-5所示。其中，知识库用来存储各领域的知识，是专家系统的核心；推理机控制并执行对问题的求解，它根据已知事实，利用知识库中的知识按一定推理方法和搜索策略进行推理，得到问题的答案或证实某一结论。

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图3-5　智能工艺决策专家系统构成

智能工艺决策专家系统具有以下特点：

（1）以“逻辑推理+知识”为核心，致力于实现工艺知识的表达和处理机制，以及决策过程的自动化。

（2）采用人工智能原理与技术。

（3）能够解决复杂而专门的问题。

（4）突出知识的价值。

（5）具有良好的适应性和开放性。

（6）系统决策取决于逻辑合理性，以及系统所拥有的知识的数量和质量。

（7）系统决策的效率取决于系统是否拥有合适的启发式信息。