计算机为基础的技术模具的决策支持

计算机为基础的技术，模具的决策支持

设计过程

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遏制库特纳

摘要：

今天，有一个明显的趋势，在工程行业使用更多的塑料和复合材料。注塑产品的市场的时间越来越短，更关键的，因此所需的时间，可用来制作注塑模具减少。这将需要的产品，工艺和材料性能的综合优化。为了实现产品，工具和流程的优化，在设计过程的早期决定必须得到支持。

注塑成型是一种近净成形制造过程中必不可少的元素，它可能占产品总成本和工程行业的发展时间超过25％，特别是当订单数量小。

本文介绍决策分析方法来分析公司的最佳实践的，并使用改进的计算机支持的模具设计过程分析的结果。模式识别技术一起使用，由作者开发的问卷调查，评估技术上和经济上接受不同的塑料制品和注塑模具参数变化。收集信息的最佳实践是从不同的爱沙尼亚公司，开发的问卷。该决定的执行情况分析结果定制Unigraphics的MoldWizard系统描述。

关键词：注塑模具的设计，决策分析和支持系统，问卷调查，以评估最佳的工程实践，模式识别方法

1引言

如今，模具设计面临越来越大的最后期限的压力和设计本身主要是根据模具设计经验为基础。模具设计师必须具备深入和广泛的经验，因为详细的决策需要不同的参数之间的相互作用的知识。

今天，许多CAD系统提供的几何造型功能，促进模具设计起草行动，但不提供廉价的解决方案所需的知识，养成良好的模具设计，模具设计。

计算机辅助工程包通常是在数据处理informationintensive问题。然而，在模具设计需要大量的实用知识。所以的方法，如何来描述最佳实践数据和CAD系统的投入，发展良好的模具设计，必须考虑下。

以前的作品，运用计算机技术在注塑成型领域，涉及许多方面的注塑模具的设计活动。作为一个例子，回族和谭[2]提出了一种启发式搜索方法的基础上扫

业务发展确定脱模方向自动模具设计系统，临别线，侧核心，碱液和永[3]建立了计算机辅助工具注射机，注射枪，喷射器的大小和位置的选择。

基于知识的系统都表现出很大的潜力，协助设计师CAD系统交互概念化的设计，以及最后工程通过广泛的分析程序工程拇指规则的模具设计。模具设计的知识为基础的系统的主要优点是明确的代表和操作知识，代表人类的专长和最佳实践的公司。

本文描述的方法来开发一个基于CAD模具设计支持技术。Unigraphics的NX的MOLDWIZARD已被选定为基地为例。

2途径和方法

工程决策分析是一个过程，允许检查在结构和有效的方式作出决定。决策分析使用技术，如模式识别8][9]，人工智能，机器学习[8]和其他人，以便及时发现决策模式和数据的关系，整合现有的分析设计方法和手段。它可以被看作是计算机自动分析和勘探的数据和知识，在设计塑料部件，其制造技术，包括注塑模具的设计公司使用（最佳实践）。知识发现，机器学习或数据挖掘往往涉及大型数据库。然而，通常建立数据库知识发现的其他用途，往往是很多的冗余数据库中的属性。这增加了知识发现的复杂性和降低了发现知识的质量。

知识发现需要以下步骤：

连续属性预处理，优化的属性值，

消除无用的属性。

•寻找一个很好的属性约简（有时也被称为功能选择）

决策支持系统。

•从决策系统中提取知识。

•测试的规则和申请作出决定。

我们的做法是开发一个简单的系统，以支持有效和合理的决定，在模具设计过程中使用现有的CAD元素代表收集知识。来形容的决定，并评估相应的最佳实践，是作者们从不同的使用阐述问卷爱沙尼亚公司收集的数据。标准的Excel技术被用于建模的决定。

我们所提出的决策分析技术帮助：

•塑料模型的一部分​​，技术规划和决策树的模具设计问题。

•基于最佳实践的分析决策模型，做出更好的设计决策

公司和使用模式识别技术。

•自定义CAD系统的塑料零件和模具设计（UGNX的MOLDWIZARD）

•沟通有效的设计方案，基本分析，最好​​的设计结果

决策和支持的假设。

2.1知识获取整体模具设计过程中，包括产品设计，选材，制造工艺的选择，模具设计和模具制造过程中选择，如图1所示。模具设计过程包括模具基础设计和型芯/型腔设计。在模具基地的设计过程中工程师有选择模具类型，模具尺寸，加工方法和模具材料，塑料产品参数。在型芯和型腔设计过程中工程师有选择熔体进料系统，冷却和通风系统和弹射系统，根据塑料产品参数。

在每一个选择阶段，作出几项决定，以使这些选择。决定如下：

融化饲料系统的有关决定：

1。腔的数量和布局，收缩率，注塑机的选择

2。浇口的位置，大小，类型和截面

3。参赛者的布局，长度，直径，类型和截面

4。浇口位置，长度，直径，类型和截面的

5。分型线的数量和位置，弹射方向

冷却和通风系统的有关决定：

1。冷却通道的长度，直径和布局，渠道本身及之间的距离

之间的渠道和模具型腔

2。排气间隙或通风口的位置和大小

模具基地大会的有关决定：

1。模具类型

2。模具尺寸

3。定位圈尺寸

4。辅助设备

弹射系统相关的决定：

1。弹射系统类型，布局，组件（板，销，灌木）和它们的类型，

位置，尺寸和数量

2。喷射器回收系统的类型和位置

模具材料相关的决定：

1。型腔和型芯插入材料

2。型腔和型芯板材料

3。模具板材料

4。其他组件材料

加工方法有关决定：

1。型腔和型芯的加工和整理方法

2。门，亚军和冷却通道加工方法

3。模具板的加工方法

在我们的方法中，我们开发的问卷调查，收集信息和数据，从爱沙尼亚公司。问卷分为以下四个部分：

1。产品信息-信息产品的尺寸，形状，材料，生产和不同的环保要求等。

2。进程信息-有关工具，注塑机和注塑过程中的信息参数，如预热，冷却时间，射血时间等。

3。工具的信息-有关模具类型，模具的尺寸，型腔，亚军的信息，喷射系统，冷却系统，模具基础组件，材料和加工方法。

4。-关于成本的一部分，塑料材料成本，模具成本和信息成本信息加工成本。

对于每一个决策阶段的决定，要制定最合理，最合适的技术评估收集的知识。在本文中，我们选择，作为一个例子，模具基地大会相关的决策（模具类型和尺寸选择）来展示如何拟议的方法可以用来在Unigraphics的NXMOLDWIZARD环境的。

3收集知识的评价

模具基地，在装配设计的各个阶段是不同的。模具的基本设计包括模具类型的选择，模具的尺寸选择，加工方法的选择和模具材料的选择。因此，这些不同的设计阶段，不能只是代表一种知识表示的。根据我们必须做出什么样的决定，合理的方法或机制必须选择。每个制造商已经开发自己的模具类型标准。我们的例子基于DME模具基地的标准组件。二甲醚提供六种不同类型的模具，选择从UGNX的MOLDWIZARD在图2所示。每个模具的类型有其自身的规范和板数（类型TCP，美联社，英国石油公司，粗蛋白，..等），这取决于不同的塑料产品参数。产品参数也模式识别技术的输入功能。图2。模具结构类型：TCP，口岸-夹板，美联社，英国石油公司-腔板，CP的-立管，最高人民检察院-

支撑板，素NP-中间车牌号码1，素NP2-中间车牌号码2。

模式识别的基本目标是提供一个有意义的分类输入。它可以被看作是一个两阶段的过程：特征提取和模式分类。一个特点是分为输入模式，采取了测量。一

合适的特征之一，这将提供一个明确的输入特征。该模式分类，然后提供一组，然后映射到一个分类的特点状态。鉴于输入功能，分类必须决定哪种类型的类属比赛关系最为密切。量词通常依赖于距离度量和概率论，这样做可以改造每一个非数值的数值，下面的编码和描述规则：

1。产品外形尺寸-参数值的长度（L），宽度（W）和高度（高）

因为这些参数是数值没有编码是必要的。

2。产品形状-塑料部件可以近似为长方形或圆形。

长方形的参数值1;圆形参数值2。

3。模腔数-编码发生如下：

参数值123456789

123-56810111213141516腔数

4。腔布局-腔布局类型可分为五个不同的类别：单

腔体布局参数值1，圆形布局参数值2，系列

布局参数值3，内联布局，参数值4和对称

布局有参数值5。不同腔布局如图3所示5。塑料材料-下面的编码系统是用来给每个材料A级

数值。塑料材料等级和相应的参数值是

如下：

塑料材料PMMAPC的甲醛佛罗里达州的PA聚氯乙烯ABS的诗体育

参数值123456789

作为模式分类，我们选择贝叶斯分类理论。基于这一理论，决定计算使用下列公式：

GI（X）=-1/2（X-导率μi）的Σ-1I（X-导率μi）+LNP（ωi）+CI（1）

其中x是一个给定的特征向量（产品，腔的布局和数量的参数），ωi类（模具结构类型），导率μi是ωi类和σI平均值方差矩阵定义为ΣI=[（X-导率μi）（X-导率μi）]。

在不同的Excel电子表格文件，在此还使用附加的参数或指标

纸张。设计参数，可以捕捉和代表的信息，这反映了

某些类型的模具设计过程中的元素的可用性。因此这些参数，

哪些元素是最适合在一定的模具设计，模具设计人员可以评估

项目。模式识别技术的公式（1）计算不同的数值为各种模具基本类型值（图4）。后，数值越来越排序。使出名单反映在模具基地选择类型区（图6）。

4集成到CAD系统设计知识

计算机辅助工程技术已被用来代表的注塑成型处理由模拟分析，以协助模具设计。MOULDFLOW从Mouldflow澳大利亚，塑料及电脑公司，从先进的C-FLOW流量分析CAE技术公司。从结构动力学研究公司，POLYCOOLMOULDCOOL应用工程公司，是一些典型的商业造型模具包灌装过程和/或冷却分析[1]。还研究人员已经开始采用以知识为基础的方法来解决注射近年来成型及模具设计问题。IMPARD[1]是一个专家系统注塑零件设计开发的。输入法[1]解决注塑部分质量问题。DTMOULD-1[1]是一种基于知识的注塑模具成本估算系统。MOULDX[1]和EIMPPLAN-1[1]部分纳入流动性的考虑设计和处理的概念设计开发，注塑件。ICAD的[1]，德雷克塞尔大学的知识为基础的系统[1]等，注塑模具的设计开发。市售包Unigraphics的NXMOLDWIZARD方便程序定制模具设计方案。正常的NXMOLDWIZARD模具设计

Unigraphics的CAD环境下可描述如图5所示。

图5。的整体MOLDWIZARDUnigraphics的CAD系统的设计过程中。

单一的标准元素或部件可以在Excel电子表格格式。要自定义，出现这些可用的电子表格。分析决策模型和公司的最佳实践的基础上做出的设计决策，模式识别技术描述AFORE应用到Excel电子表格。

我们的目标是扩大在Unigraphics的NX的MOLDWIZARD现有的各种可能性。它有助于支持模具设计过程中，在工具制造公司。

例如，如果选择模架在NXMOLDWIZARD管理对话窗口（图6），这显然是明显的，用于两个Excel电子表格文件：

1。模具基址寄存器文件和

2。相应的模具基础数据库文件。

在模具基地注册文件“moldbase_reg_mm.xls”模式识别技术（图4），以找到最合适的，对应不同的特定标准（例如二甲醚格律模具基础组件）什么类型的模具基础组件。我们的目标是不同的模具基本类型进行排序，所以是最合理的模具基本类型中选择“模具基地管理”对话框窗口（图6）中的第一。它可以帮助模具设计，选择最合理的模具基地型，其特定的模具设计项目。此外，为更具体的数据，对应于输入分类进入模具基地寄存器文件，整体模具的基本类型的选择变得更加准确。图6。模具基地管理对话窗口此外，输入新的参数，称为“可用性指数”。“指数的含义

可用性“是记录每一个模具基地变种的单一选择具体的尺寸

在“模架管理”对话框窗口和复制，信息反馈到模具基地

数据库文件。这给模具设计的可能性，评估模具基地变种

主要用于在同类项目。额外变量“可用性指数”可见

MOLDWIZARD“模架管理”对话框窗口在可变部门，（图6）。

这种方法的适用性进行了测试实际的例子。结果表明：

模式识别技术在NXMOLDWIZARD的模具基地，作为添加剂元素

注册文件和额外的变量是方便，以采取进一步的研究考虑。

5结论

本文提出了一个技术支持的方式和方法的CAD

根据现有的CAD资源（Unigraphics的NX的基于模具的设计过程

MOLDWIZARD）和收集实验数据。

拟议的方法并不是要取代公司现有的系统，而是

是一个交流和共享特殊的启发式和经验数据的支持工具。

在实施拟议中的CAD方法，可以方便利用工具制造公司的具体知识。

本研究的未来发展方向，是实施这一做法，其他类似的决策在模具设计过程中的问题。结合不同的知识表示方法也被认为是找到最好的解决方案，为决策。

致谢

支持这项研究是由爱沙尼