切削專家系統(tǒng)的設計及實現(xiàn).pdf

1、隨著機械加工設備的不斷發(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，進而提高了整個切削加工中的金屬去除率。這對生產制造廠家在提出了一個非?，F(xiàn)實的問題：如何更好地利用好先進的切削刀具？ 本文提出建立一個企業(yè)級的切削專家系統(tǒng)。切削專家系統(tǒng)是企業(yè)工程信息系統(tǒng)（EIS）的一項基礎性工作，主要是向計算機輔助工藝設計（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，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，對切削過程中的常見切削故障進行分析診斷，提出對策建議。 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)采用的是模塊化設計的

3、方法，每個功能模塊具有相對獨立的結構，不與其他模塊有數(shù)據(jù)的依賴性。整個專家系統(tǒng)分為以下幾個模塊：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)維護模塊等。 本文重點討論上述四個功能模塊中的三個實施模塊：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 針對切削實際情況，提供合理的切削方案，這是切削方案查詢模塊的主要功能。建立簡潔可行的結構化數(shù)據(jù)來描述切削實例經(jīng)驗模型將以前切削加工積累的切削方案和經(jīng)驗儲存于

4、切削數(shù)據(jù)庫中。利用基于實例推理技術，通過計算切削問題與經(jīng)驗實例兩者之間的相似度，選擇最為相似的實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)選模塊針對切削方案查詢模塊獲得的多項方案，提出優(yōu)選算法，獲得最大生產率、成本最低、利潤率最大的切削方案。結合現(xiàn)代切削技術的發(fā)展，將三種優(yōu)化目標函數(shù)進行簡化，獲得優(yōu)選算法。確定優(yōu)選算法的約束條件目標函數(shù)。通

5、過計算各切削方案的優(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。整個模塊運用專家的知識和經(jīng)驗，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，僅憑專家經(jīng)驗尚不能夠提供合理的故障診斷，這時本系統(tǒng)會依據(jù)自身掌握的切削加工原理和切削故障原理，對整個切削過程進行整體的觀察、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