一種注塑裝備工藝和性能要求向設(shè)計(jì)參數(shù)快速轉(zhuǎn)換的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及復(fù)雜注塑裝備概念設(shè)計(jì)方法類，尤其涉及一種注塑裝備工藝和性能要 求向設(shè)計(jì)參數(shù)快速轉(zhuǎn)換的方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 設(shè)計(jì)參數(shù)獲取是產(chǎn)品方案與結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的提前。注塑裝備只有在確定設(shè)計(jì)參數(shù)后， 才能進(jìn)一步對(duì)其進(jìn)行詳細(xì)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。因此如何快速、準(zhǔn)確獲得設(shè)計(jì)參數(shù)是注塑裝備設(shè)計(jì)的 一個(gè)重要問(wèn)題。
[0003] 注塑裝備設(shè)計(jì)需滿足注塑要求，注塑裝備設(shè)計(jì)參數(shù)需根據(jù)注塑要求來(lái)確定。由于 注塑要求的多元化與個(gè)性化的發(fā)展，目前的注塑要求分析方法主要有質(zhì)量功能展開(kāi)、實(shí)例 推理、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)優(yōu)化等，但這些方法仍具有以下不足：
[0004] 1、僅停留在注塑要求與設(shè)計(jì)方案間的定性映射，不能詳細(xì)至設(shè)計(jì)參數(shù)的取值。
[0005] 2、不但過(guò)于依賴專家主觀評(píng)價(jià)而且難以適應(yīng)客戶多元化的要求。而且缺乏對(duì)注塑 裝備具有強(qiáng)耦合性的設(shè)計(jì)參數(shù)進(jìn)行規(guī)則映射。
[0006] 3、當(dāng)設(shè)計(jì)規(guī)則變更時(shí)，難以做到快速響應(yīng)，需要對(duì)設(shè)計(jì)過(guò)程重新分析與修正，使得 設(shè)計(jì)效率低下。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為了解決【背景技術(shù)】中存在的問(wèn)題，本發(fā)明的目的在于提供了一種注塑裝備工藝和 性能要求向設(shè)計(jì)參數(shù)快速轉(zhuǎn)換的方法，將注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)與公式轉(zhuǎn)換和映射轉(zhuǎn)換相互 結(jié)合，進(jìn)一步通過(guò)多色集合處理將注塑工藝、性能要求轉(zhuǎn)換為注塑裝備設(shè)計(jì)參數(shù)。
[0008] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用技術(shù)方案步驟如下：
[0009] 第一步，對(duì)需要加工的各種注塑件建立三維模型并進(jìn)行數(shù)值模擬分析，獲得注塑 裝備工藝要求；
[0010] 第二步，建立注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合，注塑要求為注塑裝備工藝要求或者注塑裝 備性能要求，注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合包含有注塑裝備工藝要求或者注塑裝備性能要求通 過(guò)公式轉(zhuǎn)換計(jì)算或者通過(guò)映射轉(zhuǎn)換關(guān)系統(tǒng)一表達(dá)向設(shè)計(jì)參數(shù)的轉(zhuǎn)換關(guān)系；
[0011] 第三步，通過(guò)多色集合表示注塑要求與設(shè)計(jì)參數(shù)的相互關(guān)系，將注塑要求作為統(tǒng) 一輸入顏色，設(shè)計(jì)參數(shù)作為統(tǒng)一輸出顏色構(gòu)建多色布爾矩陣；
[0012] 第四步，對(duì)布多色爾矩陣進(jìn)行行變換排序，使得具有唯一參數(shù)項(xiàng)的注塑要求-設(shè)計(jì) 參數(shù)集合位于矩陣的行前部，再將其余包含已求得參數(shù)項(xiàng)的注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合依次 排序并進(jìn)行參數(shù)計(jì)算，獲得注塑裝備設(shè)計(jì)參數(shù)的結(jié)果。
[0013] 所述的注塑裝備工藝要求包括注塑件長(zhǎng)寬高、注塑件最大截面積、注塑件最小截 面積、注塑件體積、注塑件密度、注塑件組分、注塑件材料、注塑件初始溫度和注塑件成形壓 力等。
[0014] 所述第一步中獲得注塑裝備工藝要求的具體步驟如下：建立各種加工注塑件的三 維模型，將三維模型導(dǎo)入注塑過(guò)程分析軟件，并將三維模型劃分網(wǎng)格，設(shè)置進(jìn)出口邊界條 件、環(huán)境溫度、壓力等參數(shù)，經(jīng)過(guò)數(shù)值仿真分析得到包含注塑件壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)、注塑周期在 內(nèi)的注塑裝備工藝要求數(shù)據(jù)。
[0015]所述的注塑裝備性能要求包括注塑件出件效率、注塑件合格率、無(wú)故障工作時(shí)間、 注塑機(jī)價(jià)格、注塑機(jī)整機(jī)能耗、零件可回收率和回收總效益。
[0016]所述第二步的注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合表示為Ui={Id，N，P,Flag,Trans}，其中Ui表示第i個(gè)注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合，Id表示生成元編號(hào)，N為轉(zhuǎn)換關(guān)系下的要求項(xiàng)集合，PS 轉(zhuǎn)換關(guān)系下的參數(shù)項(xiàng)集合，F(xiàn)lag為轉(zhuǎn)換關(guān)系標(biāo)識(shí)，Trans為轉(zhuǎn)換關(guān)系。轉(zhuǎn)換關(guān)系Trans包含兩 種形式，一種為公式轉(zhuǎn)換，另一種為映射轉(zhuǎn)換；當(dāng)Flag=l時(shí)，轉(zhuǎn)換關(guān)系為公式轉(zhuǎn)換，當(dāng)Flag =〇時(shí)，轉(zhuǎn)換關(guān)系為映射轉(zhuǎn)換。
[0017] 所述的轉(zhuǎn)換關(guān)系Trans采用公式轉(zhuǎn)換或者映射轉(zhuǎn)換，當(dāng)轉(zhuǎn)換關(guān)系Trans采用公式轉(zhuǎn) 換，則轉(zhuǎn)換關(guān)系標(biāo)識(shí)Flag= 1;當(dāng)轉(zhuǎn)換關(guān)系Trans采用公式轉(zhuǎn)換或者映射轉(zhuǎn)換，則轉(zhuǎn)換關(guān)系標(biāo) 識(shí)Flag= 0。
[0018] 所述第三步的多色布爾矩陣建立步驟如下：
[0019] 第一步，將注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合作為多色集合中的元素，構(gòu)建多色集合A= {ui，U2, . . .，Ui, . . .un}，其中η為所有注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合的數(shù)量；
[0020] 第二步，設(shè)定多色集合Α的整體顏色集合為F(A)，其中Ρ(Α) = {ΡΚΑ)，Ρ〇(Α)}，Ρ?(Α) 為工藝和性能要求整體顏色作為統(tǒng)一輸入顏色，F(xiàn)〇(A)為設(shè)計(jì)參數(shù)整體顏色作為統(tǒng)一輸出 顏色；
[0021] 第三步，通過(guò)Q(u) = {q(ui)，q(U2), . . .，q(Ui), . . .，q(Um)}表示集合A中元素的個(gè) 性顏色，其中個(gè)性顏色用所有要求項(xiàng)與參數(shù)項(xiàng)表示，m為要求與設(shè)計(jì)參數(shù)項(xiàng)數(shù)量之和，q(m) 表示注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合各項(xiàng)元素的個(gè)性顏色值；
[0022] 第四步，以注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合作為列，以多色集合A中元素的個(gè)性顏色集合Q (u)作為行，構(gòu)建多色布爾矩陣AXQ(u)，注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合中要求項(xiàng)集合N與參數(shù)項(xiàng) 集合P所對(duì)應(yīng)處的個(gè)性顏色值q(m)為1，其余個(gè)性顏色值q(m)為0,即注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集 合中的其他元素或者注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合中要求項(xiàng)集合N與參數(shù)項(xiàng)集合P非對(duì)應(yīng)處的個(gè) 性顏色值q(Ui)為0。
[0023] 所述多色布爾矩陣行變換步驟如下：
[0024] 第一步，初始化行變換指針s= 1;遍歷所有注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合，判斷各個(gè)注 塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合的轉(zhuǎn)換類型Flag，若Flag= 0,則將該注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合所在的 行移動(dòng)至最后一行；
[0025] 第二步，依次遍歷各個(gè)Flag= 1的注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合:對(duì)于每個(gè)注塑要求-設(shè) 計(jì)參數(shù)集合，若參數(shù)項(xiàng)集合P中元素?cái)?shù)量等于1，則將該注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合所在的行換 至第一行并將參數(shù)項(xiàng)集合P中的元素移至集合X中；將s=t+l，t為參數(shù)項(xiàng)集合P中元素?cái)?shù)量 等于1的注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合總數(shù)；
[0026] 第三步，遍歷所有包含集合X中元素對(duì)應(yīng)的注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合:對(duì)于每個(gè)注 塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合，若參數(shù)項(xiàng)集合P中元素?cái)?shù)量等于1，則將該注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合 移至第s行并將該參數(shù)項(xiàng)集合P中的唯一元素移至集合X中，然后將s=s+l。
[0027]所述第四步中的參數(shù)計(jì)算是指在完成行變換基礎(chǔ)上，按照行的得排列順序，依此 計(jì)算注塑要求-設(shè)計(jì)參數(shù)集合中的轉(zhuǎn)換關(guān)系，獲得注塑裝備的設(shè)計(jì)參數(shù)集合。
[0028]所述的公式轉(zhuǎn)換通過(guò)注塑裝備設(shè)計(jì)過(guò)程物理計(jì)算公式將要求數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換為設(shè)計(jì)參 數(shù)，具體可利用國(guó)標(biāo)、手冊(cè)中的計(jì)算公式和參數(shù)。例如要求數(shù)據(jù)"注塑件長(zhǎng)Lw"與設(shè)計(jì)參數(shù) "頂出行程Ls"之間的轉(zhuǎn)換公式如下：
[0029] Ls =k〇Lw
[0030]式中，ka為轉(zhuǎn)換系數(shù)，取值為1.2。
[0031]所述的映射轉(zhuǎn)換通過(guò)要求數(shù)據(jù)與設(shè)計(jì)參數(shù)數(shù)據(jù)間的對(duì)應(yīng)關(guān)系進(jìn)行轉(zhuǎn)換，其映射函 數(shù)結(jié)構(gòu)形式如下：
[0032]
[0033]式中，f(x)為映射函數(shù);η為映射單元的維度，R為要求數(shù)據(jù)的取值空間，pi為設(shè)計(jì) 參數(shù)數(shù)據(jù)的相應(yīng)取值(i= 1,2,…，η)。
[0034]當(dāng)公式轉(zhuǎn)換進(jìn)行計(jì)算時(shí)，可直接從設(shè)計(jì)知識(shí)庫(kù)中讀取相應(yīng)中間參數(shù)數(shù)據(jù)，所述設(shè) 計(jì)知識(shí)庫(kù)包含了計(jì)算公式中的中間參數(shù)和注塑機(jī)制造標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)，以數(shù)據(jù)集的形式存儲(chǔ)與數(shù) 據(jù)庫(kù)中，方便添加與修改。
[0035]本發(fā)明針對(duì)注塑裝備注塑要求分析難以轉(zhuǎn)換為注塑裝備設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)參數(shù)往往 憑借設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)賦值或參考相似設(shè)計(jì)機(jī)型的問(wèn)題，提出了將數(shù)值模擬分析、理論或經(jīng)驗(yàn)公式 計(jì)算、要求-參數(shù)規(guī)則映射和先驗(yàn)設(shè)計(jì)知識(shí)相互結(jié)合的注塑要求向設(shè)計(jì)參數(shù)轉(zhuǎn)換的方法，解 決了現(xiàn)有注塑裝備設(shè)計(jì)無(wú)法針對(duì)注塑要求進(jìn)行合理定制設(shè)計(jì)的問(wèn)題，并實(shí)現(xiàn)了結(jié)合數(shù)值模 擬、公式推導(dǎo)、設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)于一體的注塑裝備注塑要求轉(zhuǎn)換分析。
[0036]本發(fā)明的有益效果是：
[0037]本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)了注塑裝備工藝模塊的智能化，將抽象的注塑裝備工藝要求通過(guò) 模型與云圖的方式轉(zhuǎn)換為具象的體積、質(zhì)量、壓力場(chǎng)、溫度場(chǎng)等