基于KF的机器钣金件参数化工艺性分块系统开发

       机器饭金件具有品种多、批量小的特点，一般采用通用的模具生产工。在机器饭金件生产过程中，要考虑零件的可加工性，并对其进行工艺性分块，满足其外观的美观和产品的安全。开发大型机器钣金件参数化工艺性分块系统，可以解决大型钣金件的拆分和拼接技术手段缺乏、专家知识和经验难以体现，以及人工计算划分错误率高、效率低的问题。

      在UG软件平台上，利用KF (Knowledge Fusion)技术进行二次开发，将行业的相关专家知识和经验融人到系统中，设计出界面友好、操作方便的参数化和智能化分块系统。

       由于受机器钣金件尺寸较大、加工工艺特殊、外观要求较高、加工设备性能和板料尺寸问题的影响，需要对机器钣金件进行工艺性分块处理。采用KF知识融合技术与已有设计知识的有效结合，建立三维参数化模板；利用UG/Open UIStyler和MenuScnpt进行菜单和交互界面设计，将行业的专家知识和经验转化为相应的程序代码；构建基于KF的机器钣金件参数化工艺性分系统，保证对模型和数据的可继承性和共享性，可减少大量的重复性劳动，其系统流程如图1所示。

1关键技术及其应用

1.1成组技术

      成组技术是利用零件间的某些相似性，按照一定的准则分类，同组零件可以采用同一方法加工，改变多品种小批量生产方 

式，以提高效益的技术0。在对大型机器钣金件深人分析、充分考虑分块和展开的工艺特点的基础上，根据机器饭金件的各个

方面的相似性进行识别和分组，相似的机器钣金件归人相同的零件组，利用它们之间的相似点，进行标准化操作，提高机器钣

金件分块制造的继承性，可极大地减少工作人员的重复劳动以工业烤箱的外箱为例（如图2所示），在工艺性分块过程中，利

用成组技术分析处理，对其按材料、形状、工艺的相似性进行分类，形成各个系列零件组工业烤箱的尺寸大小各不同，但结构

是个箱体，形状大致相似；夕卜箱的材料一般是冷车L钢板，板厚为1.2— 2 mm，加工设备和工艺设定也相似，一般采用数控

冲床进行裁剪落料，数控折弯机手工折弯操作。在生产制造过程中，需要进行工艺'跬分块后进行拼装焊接。）考虑机床夕

卜观形状的要求，夕卜箱的分块板焊接工艺折边应该采用内折边的方法，将相邻钣金分块板的工艺折边朝里面进彳亍折弯设

计。@考虑到加工设备的性能要求和冷轧板的尺寸限制，夕卜箱的分块板尺寸要小于冷轧板规格和设备所具有的加工尺寸范

围，所以外箱的分块板展开尺寸一般要刁、于2 500 mm × 1 250，其各板块拆分尺寸应满足下列条件：

LI +142+ 2 ×L3+2 × L4 2 460 mm

1 220 mm （2）式中：W为外箱高度尺寸；L为外箱宽度尺寸L2为外箱前板尺寸江L3为外箱门孔凹高度尺寸江L4为外箱门孔凹宽度尺寸。

        考虑到焊接的工艺和箱体的夕卜观，应最大限度地隐蔽焊缝位置，并且尽量减刁、焊接的长度，以避免钣金零件因大量的焊接所导致的变形。综上所述，对外箱进行分块，可组成5 个零件组，如图3所示。

1．2 UG/KF参数化技术

        KF是一种以知识工程为基础的NX二次开发语击。它是一种声明性的、由求解需求驱动的、层次化的语訁．；在构建对象模型时，采用将类（Class）、属性(Attribute）、．子规贝刂(Child rule）、数据库(Database）等存储于DAF文件的编程方式。通过KF技术，可直接将几何尺寸、尺寸约束关系和知识信息构建在 CAD模型中，并且可以将设计要求、设计规则和要求无缝地集成在产品设计定义中，实现参数化设计，如图4所示。

          为了有效“决速地生成合理的参数化模板，采用类比方法，在分析同系列产品相应的关键参数基础上，进行类比推理，对工艺．性分块进行规律'性总结，可得到部分尺寸参数的求解公式或者取值范围14」。如外箱分块板的焊接工艺折边宽度，它受内箱和外箱之间的距离、焊接工艺和夕卜观需求的影响，通过对已有的经验总结进行取值，对其值设定在一定范围，要满足结构焊接需求，并且合理节约材料。不同烤箱的型号，内箱和外箱的距离是不同的，一般其范围在40一50 mm之间，折边要小于25 mm；为方便焊接，其折边要大于巧mm；焊接工艺折边的宽度为巧mm 25 mm。

         KF语言应用基于规贝刂的推理，即基于产生式规则知识进行问题推理，采用“ IF ·一THEN一· "结构来表示规则，例如上文焊接工艺折边的宽度diam,用KF语言表示为：

（Child )d: Diameter:

旺（d：>= 25）

Then（25）

Else If( d：= < 15）

Then（15）

Else（d）

1.3 UG二次开发技术

         在系统开发中，采用UG提供KF知识融合技术来开发应用程序，其应用程序是由KF程序文件、 UIStyler  用户界面文件、

位图资源文件、MenuScript菜单文件以及其它帮助文件等组成，它们的放置一定要符合电脑设置的目录结构[ 5 ]，如图5所

示。

为了增加系统的交互性和可视化，实现'决速建模，发友好的界面：利用Menuscrip和UIStyIer工具编写下拉式菜单和对话框，

在扌话框界面上设置丿寸参数、材料种类、精度要求等信息输人接口；通过将DFA程序文件中类名、属性名和对话框的对象标

识号设置成相对应的同一个名字，并且将菜单文件中ACTIONS后的应用改为相应的DFA程序文件名，实现菜单文件、对话框文

件、KF程序文件三者绑定连接，打开菜单就可以直接调用，大大降低了开发的难度[ 6 ]。

1.3.1制作系统菜单

在Sta直up文亻牛夹下，建立UG启动时可自动加载的菜单文件Banjin.mena在UG的帮助菜单．前面生成一个三级菜单，通过ACTI ONS命令建立相应的菜单行为。

菜单部分的程序如下：

VERSION 120

EDIT UG GATEWAY MAIN MENUBAR

CASCADE BUTTONmenu kbe ]

LABEL机器钣金工艺性分块参数化设计系统

END OF BEFOR

MENU menu_kbe_l

CASCADE BUTTON menu_kbe_2

LABEL MOL（烤箱类）机器

B U'门'0 N menu kbe_21

LABEL外箱左、右板

ACTIONS neizuoban.dfa

1.3.2建立对话框界面利用tJG/tJIStyIer工具，通过对控件选用和布局、回调函数、控件属性等相关参数的设置，设计出具有 UG风格用户界面对话框[7 ]。对话框文件在UG内部生成分为3个文件并存放在 Application《文件夹，其中一个是对话框资源文件囝Ig，另外两个是C代码头文件和C源程序模板文件。图6为所设计的系统的对话框。

1.3.3DFA文件的编写

        KF语言中封装的类（Class）和函数（Functi（）可以直接调用，使驱动程序的编写更加方便简单，并更深层次地嵌人到UG系统中模型采用创成设计，用记事本进行程序的编写在分析外箱各个板块的结构参数基础上，可根据各板块具体的结构和特征添加属性值和控制、替换规则和经验知识推理规则，并且将属性值和对话框的尺寸参数输人接口对接起来，通过修改对话框尺寸参数来驱动模型结构改变，实现工作人员的设计意图。

2分块系统应用

    利用所介绍的方法，对烤箱的外箱进行工艺性分块处理，分成6个板块，在菜单文件中设置6个选项，并编写相应的对话框资源文件和dfa程序文件，完成在UG平台上的创建基于KF机器钣金件参数化工艺性分块系统。在UG界面，选择菜单“机器钣金工艺性分块参数化设计系统"一“ MOL（烤箱类）机器” “外箱左、右板”，在UG系统主界面就会产生所需板块模型，如图7所示

     参数化工艺性分块系统的安装使用，极大限度解决了工艺展开人员的工作量大、错误率高的问题。方案的实施使得箱体类饭金件工艺性分块的效率提高了 12．6％。工作人员只需输人相应的尺寸参数，即可自动将箱体拆分成不同的饭金板块，缩短了繁琐的分块计算和建模过程，也降低了对工作人员工艺水平的要求 

3结束语

       （1）运用KF知识熔合技术，即将知识工程融合 CAD技术进行二次开发，实现有效互补，将行业长期积累的专家知识和经验得以继承和共享。