基于相似性理论的工艺规划方法

摘要

一种基于相似性理论的工艺规划方法，其包括以下步骤：i)在传统单特征描述的基础上加入特征组合描述完善零件特征信息模型，建立零件特征的描述；ii)把以特征为核心的有关特征加工工序的相关信息所形成的实体用工艺元表示，生成工艺规划的最基本模块和过程特征；iii)建立一个基于特征的实例索引结构，通过零件特征多叉树的相似性判定生成相似工艺信息，进行工艺相似性判定；iv)应用凝聚的层次聚类法进行工序组合，生成工序族；v)对工序族内的所有工艺元进行优先关系排序，保证工序族内的所有工艺元均能在机床上进行加工。

主权项

1.一种基于相似性理论的工艺规划方法,其特征在于：其包括以下步骤： i）在传统单特征描述的基础上加入特征组合描述完善零件特征信息模型，建立零件特征的描述； ii）把以特征为核心的有关特征加工工序的相关信息所形成的实体用工艺元表示，生成工艺规划的最基本模块和过程特征； iii）建立一个基于特征的实例索引结构，通过零件特征多叉树的相似性判定生成相似工艺信息，进行工艺相似性判定； iv）应用凝聚的层次聚类法进行工序组合，生成工序族； v）对工序族内的所有工艺元进行优先关系排序，保证工序族内的所有工艺元均能在机床上进行加工； 所述特征组合是按照工艺规划对特征的要求，将描述零件的单特征中彼此相关的特征组合起来描述，并且阐明关联的性质； 所述工艺元是指以特征为核心的有关特征加工工序的相关信息所形成的实体，是零件工艺规划的基本单元，是组成工艺过程的最基本模块，并用五元组表示为 pe_ij＝(d_i,g_i,b_i,MP_ij,MR_ij)i＝1,2,…,n;j＝1,2,…,m 其中，d_i为特征f_i所属方位面；g_i为特征f_i的形位公差；b_i为特征f_i与其它特征之间的关联类别；MP_ij表示对特征f_i进行加工所采用的加工方法；MR_ij表示采用加工方法MP_ij加工特征f_i所达到的加工精度；n为零件的特征总数，m为每个特征的工艺元数目； 一个特征的全部工艺元构成该特征的加工元，并表示为Pe_i＝{pe_i1,pe_i2,…，pe_im}；每道工序的状态信息由多个特征工艺元来标定，将这些特征工艺元的集合称为过程特征； 过程特征的具体表达形式为： P_t＝{pe_1,t,pe_2,t,…，pe_n,t}； 所述建立基于特征的实例索引结构，是指将与相似系数有关的零件类型、加工方式、特征的类型、材料类型、热处理方法、毛坯类型以及形状特征的精度等级、粗糙度和形位公差分为零件级、形状级和特征级，建立一个基于特征的树型实例索引结构，该结构抽象为多叉树结构，树中的结点代表一个对象，多叉树直观表示了对象间的相互关系； 所述相似系数是指用于衡量新零件与实例零件形似程度的一个参数，其不但与零件类型、加工方式、特征类型有关，还与零件的材料类型、热处理方法、毛坯类型以及形状特征的精度等级、粗糙度和形位公差有关； 所述应用凝聚的层次聚类法进行工序组合，具体包括： （a）数据标准化 设论域PE＝(pe₁,pe₂,…，pe_v)为所有工艺元集合，其中，v表示特征工艺元总数，每个工艺元pei用5个属性来表示，即所属方位面、形位公差、关联类别、加工方法以及精度等级，得到工艺元的原始数据矩阵PE： 对各指标值进行无量纲处理，并将数据压缩到区间[0,1]上，即 其中，（b）工艺元间的距离计算 用d₂(pe_i,pe_j)∈[0,1]来描述被聚类工艺元pe_i和pe_j之间的距离，采用欧式距离法计算d₂(pe_i,pe_j)，且将距离单位化，采用以下欧式计算公式进行归一化处理，||pe_ik-pe_jk||₁表示工艺元pe_i和pe_j的距离， （c）工序族间的距离计算 采用平均距离法计算如下： 其中，d_avg(C_i,C_j)表示族C_i和族C_j间的距离，||pe-pe′||表示对象pe和对象pe′的距离；v_i，v_j分别表示族C_i、族C_j的特征工艺元总数；（d）工序动态聚类 由（b）、（c），计算出对应于工艺元的原始数据矩阵的相异度矩阵： 依据相异度矩阵中提供的各项距离值，把v个工艺元分别划分为v个不同的族，采用平 均距离法计算族间距离，确定一个阈值，把距离小于等于阀值的族合并为一个新的工序族。