自動(dòng)裝配模型注塑模具外文文獻(xiàn)翻譯、中英文翻譯

自動(dòng)裝配模型注塑模具外文文獻(xiàn)翻譯、中英文翻譯,自動(dòng),裝配,模型,注塑,模具,外文,文獻(xiàn),翻譯,中英文 自動(dòng)裝配模型注塑模具 X. G. Ye, J. Y. H. Fuh 和K. S. Lee 新加坡國立大學(xué)機(jī)械和生產(chǎn)工程系 注射模具是包含產(chǎn)品生產(chǎn)部分和自動(dòng)化裝配的組件，本篇論文論述了注射成型模塑的兩個(gè)關(guān)鍵的裝配組件，也就是由計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)模擬出來，并且決定非生產(chǎn)部件在裝配組件中的位置和取向。這種從本質(zhì)特征和客觀取向所設(shè)計(jì)的組件，是為了表現(xiàn)出注射成型裝配組件的。這種設(shè)計(jì)允許設(shè)計(jì)者忽略模塑制件的細(xì)節(jié)，直接描述制件重點(diǎn)的那一部分及其原因，因此它給設(shè)計(jì)者提供了一次設(shè)計(jì)裝配的機(jī)會(huì)，一個(gè)系統(tǒng)的簡(jiǎn)單幾何方法通?？梢栽谙嗤臈l件下推斷出一個(gè)客觀配件在裝配組件中的位置。在這種粗略設(shè)計(jì)和系統(tǒng)簡(jiǎn)單的幾何方法的基礎(chǔ)上，模塑自動(dòng)化裝配組件被進(jìn)一步研究。 關(guān)鍵詞：模塑組裝，表觀現(xiàn)象，注射成型，客觀取向 1. 前言 注射成型是塑料制造業(yè)中最重要的一個(gè)環(huán)節(jié)。它所必要的設(shè)備包含兩個(gè)部分：注射成型機(jī)和注射模具。今天所用的注射模具機(jī)就是所謂的萬能機(jī)，在一定的范圍內(nèi)不同尺寸的塑件通過它生產(chǎn)出來，但是模具設(shè)計(jì)時(shí)需要根據(jù)塑件的要求進(jìn)行改變。不同的模具布局對(duì)于不同的模具形狀是必要的。注射成型模具的最基本的任務(wù)就是將熔化了的材料生產(chǎn)成不同形狀的制品，這個(gè)任務(wù)是由包含了陽模、型腔、嵌件、一級(jí)頂出機(jī)構(gòu)的型腔系統(tǒng)完成的。型腔系統(tǒng)的幾何形狀和尺寸是由塑件直接決定的，因此一個(gè)型腔所有的構(gòu)件稱為產(chǎn)品生產(chǎn)部件（產(chǎn)品就是指塑件，部件就是指注射模具的構(gòu)件），另外產(chǎn)品成型是最基本任務(wù)，注射成型機(jī)需要完成很多任務(wù)，例如，分配、熔料、冷卻融化物注射塑件，功能部件所完成的這些任務(wù)與注射成型不同結(jié)構(gòu)和尺寸的塑件非常相似，他們的結(jié)構(gòu)和幾何形狀與塑件成型模具不相關(guān)，但是他們的尺寸可以根據(jù)塑件的尺寸而不斷改變，因此我們可以從中得到結(jié)論：注射成型機(jī)包含了塑件生產(chǎn)部分和與之相關(guān)的非生產(chǎn)部分的自動(dòng)化裝配組件。圖1所示為注塑模具的裝配機(jī)構(gòu)： 圖1 注塑模具的裝配機(jī)構(gòu) 設(shè)計(jì)作為產(chǎn)品依賴的一部分是基于塑件的幾何形狀，最近幾年，CAD/CAM技術(shù)已經(jīng)被成功的應(yīng)用在幫助模具設(shè)計(jì)者設(shè)計(jì)塑件生產(chǎn)部分。塑件的自動(dòng)化生產(chǎn)作為塑件生產(chǎn)的一部分給人們帶來很大的研究興趣，然而在塑料模具裝配建模上卻很少有行動(dòng)，盡管它和產(chǎn)品的設(shè)計(jì)一樣很重要。當(dāng)應(yīng)用CAD系統(tǒng)設(shè)計(jì)產(chǎn)品生產(chǎn)部分和所有的注射成型裝配組件時(shí)模具工業(yè)面臨以下兩種困難，第一，在一個(gè)模具系統(tǒng)中往往有一百多個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)部分，并且這些部分之間互相聯(lián)系互相制約，模具設(shè)計(jì)者在一個(gè)裝配組件取向和安排這些組件時(shí)浪費(fèi)了很多時(shí)間，第二，模具設(shè)計(jì)者利用大部分的時(shí)間來思考實(shí)際存在的客觀部件的選用原則，例如，螺絲、底座、釘子時(shí)，CAD系統(tǒng)應(yīng)用了一個(gè)完全不同的客觀無體幾何水平。結(jié)果高水平的客觀取向想法不得不翻譯成低水平的CAD系統(tǒng)，例如，線、面、塊，因此，對(duì)于解決上面的兩個(gè)問題，發(fā)展一個(gè)模塑自動(dòng)化裝配組件是非常重要的。在這篇論文中我們論述了模塑自動(dòng)化組建的兩個(gè)關(guān)鍵因素。在計(jì)算機(jī)中涉及模具生產(chǎn)部分和模具生產(chǎn)裝配組件，并且決定組成部分在一個(gè)裝配組件中的位置和客觀取向。 這篇論文簡(jiǎn)要的描述了模塑裝配組件的相關(guān)研究，并且論述了注射成型模塑裝配組件的一個(gè)不可缺少的設(shè)計(jì)，一個(gè)簡(jiǎn)單的幾何方法被用來決定一個(gè)部件在模具裝配組件中的位置和客觀取向，介紹了注塑成型模塑的自動(dòng)化裝配組件的一個(gè)例子。 2．相關(guān)的研究 模具裝配已經(jīng)在很多領(lǐng)域廣泛研究，例如，動(dòng)力機(jī)體學(xué)、人工智能和幾何建模學(xué)。Libardi等人編輯了一本模塑組件的書，他們?cè)谄渲袌?bào)道了許多研究者在模具裝配研究中利用圖標(biāo)機(jī)構(gòu)。在這個(gè)圖標(biāo)方案中，一些組件被比喻成鼻子，一些感觀機(jī)體被弧線連接起來。然而，這些感官機(jī)體并沒有重合在一起，這就嚴(yán)重的影響了改性過程。例如，一個(gè)幾何裝配移動(dòng)，所有與之相關(guān)的部件沒有相應(yīng)的移動(dòng)。Lee 和 Gossard發(fā)明了一種支持包含了最基本信息的數(shù)據(jù)庫的有等級(jí)差別的裝配組建系統(tǒng)，這些最基本的信息包含了兩個(gè)部件之間的墊片，這些改型基體取決于與之相關(guān)的實(shí)體，但是這些有等級(jí)模具差別的模具組建僅僅代表了這些模具中的一部分。 自動(dòng)化推斷配置部件在裝配中的作用，意味著模具設(shè)計(jì)者可以避免直接定義這些改性機(jī)體，另外，一個(gè)部件位置的改變，將會(huì)隨著與之相連的任意一個(gè)部件的形狀和位置的改動(dòng)而變動(dòng)，存在著三種技術(shù)推斷計(jì)算一個(gè)部件在一個(gè)裝配組件中的位置和取向，這三種技術(shù)分別是數(shù)字迭代技術(shù)、系統(tǒng)代數(shù)技術(shù)、和系統(tǒng)幾何技術(shù)。 Lee和 Gossard指出數(shù)字迭代技術(shù)使用計(jì)算存在與空間關(guān)系中任何一個(gè)部件的位置和取向，他們的方法包含了三個(gè)步驟：產(chǎn)生約束等式、減少約束等式的數(shù)量和解決這些等式，存在著16個(gè)等式與條件不符，18個(gè)等式符合條件，6個(gè)對(duì)任何機(jī)體合適的等式，還有2個(gè)附加等式符合旋轉(zhuǎn)部分，通常這些等式的數(shù)量超過了可以利用的等式，因此這就需要一種技術(shù)篩選到不需要的公式，牛頓力學(xué)公式被用來解決這個(gè)問題。這種技術(shù)有兩個(gè)缺點(diǎn)：第一、這種方法嚴(yán)重的依賴這前面的方法；第二、數(shù)字迭代技術(shù)不能區(qū)別不同的數(shù)字基礎(chǔ)，因此，它很可能用在空間關(guān)系的問題上，這個(gè)領(lǐng)域不是數(shù)學(xué)方面的空白，但是在理論上還很模糊。 Ambler 和Popplestone提出了一種方法用來計(jì)算裝配組建中的每一個(gè)部件在兩個(gè)部件之間轉(zhuǎn)換和改觀方面所需要的空間關(guān)系，每一個(gè)部件存在著關(guān)于空間關(guān)系的六個(gè)轉(zhuǎn)變?nèi)齻€(gè)移動(dòng)和三個(gè)旋轉(zhuǎn))。這種技術(shù)需要大量的計(jì)算機(jī)程序應(yīng)用和數(shù)據(jù)計(jì)算，同樣他不能用來解決在任何時(shí)間出現(xiàn)的所用問題，尤其是當(dāng)一個(gè)等式不能在程序中被重寫的時(shí)候。 Kramer發(fā)明了一種能夠決定一個(gè)剛性物體的位置和取向的集合方法，這種方法滿足一套的幾何約束。這種幾何方法是通過產(chǎn)生一系列沒任何約束的系統(tǒng)方法來解決問題的。這就導(dǎo)致了DOF數(shù)量的下降，Kramer利用了一種解決問題的技術(shù)稱作“上帝”，這是一個(gè)包含了一個(gè)點(diǎn)和兩條直交軸線的技術(shù)。7條約束現(xiàn)在圖標(biāo)間被定義出來，對(duì)于一個(gè)涉及到單個(gè)對(duì)象與約束在那個(gè)機(jī)構(gòu)上的標(biāo)記與不變屬性和實(shí)驗(yàn)分析的標(biāo)記的問題獲得了解決。經(jīng)試驗(yàn)分析后確定一個(gè)幾何物體的最終布局，再一步一步的解決客觀物體的布局，自由度決定哪一種方法將會(huì)滿足一個(gè)物體沒有約束，這考慮到將來減小物體的自由運(yùn)行，在每一步的結(jié)尾，一個(gè)可行的的法案增加到裝配計(jì)劃中。根據(jù)Shah和 Rogers的方法，Kramer的描述在塑裝配組建技術(shù)中起到了重大的作用，這種系統(tǒng)的幾何方法可以解決所有的約束條件，并且與數(shù)字迭代技術(shù)相比他擁有更吸引人的數(shù)字計(jì)算技術(shù)，但是要應(yīng)用這種方法就需要大量的應(yīng)用程序。 盡管很多的設(shè)計(jì)者積極的投入到模塑裝配組建技術(shù)上，但是關(guān)于塑料注射成型模塑裝配組建技術(shù)的成果很少被系統(tǒng)的報(bào)道。Kruth等人發(fā)明一種支持注射成型的設(shè)計(jì)系統(tǒng)，他們的系統(tǒng)通過高水平的功能模塑組建支持了注射成型模塑技術(shù)，因?yàn)樗麄兊募夹g(shù)是建立在AUTOCAD的基礎(chǔ)上，所以只能通過簡(jiǎn)單的塊和線框表示出來。 3．注射成型裝配組件的表征 注射成型模塑的自動(dòng)化裝配組件的兩個(gè)關(guān)鍵技術(shù)是在計(jì)算機(jī)中將模塑裝配組件表示出來以及決定部件的生產(chǎn)部分在裝配組件中的位置和方向。在這個(gè)階段我們可以利用客觀取樣和表觀現(xiàn)象來代表注射成型的裝配組件。 在計(jì)算機(jī)中會(huì)使每個(gè)部件的結(jié)構(gòu)與空間關(guān)系變?yōu)楝F(xiàn)實(shí)，這種設(shè)計(jì)必須支持所有的部件在裝配組件中的配合,所有部件間的改變關(guān)系和裝配組件作為一個(gè)整體的操作要求。另外，裝配組件的這種設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者在設(shè)計(jì)師必須滿足以下的要求： 1、要求模具設(shè)計(jì)者有高水平的技術(shù)來應(yīng)對(duì)實(shí)際存在的物體水平； 2、裝配組件的這種設(shè)計(jì)必須能夠正確的表現(xiàn)出自動(dòng)生產(chǎn)過程的功能； 為了滿足這些要求一種具有表觀現(xiàn)象和客觀取向的有等級(jí)差別的模具被應(yīng)用在注射成型技術(shù)中，一個(gè)裝配組件可以被分成很多集合裝配，這個(gè)集合裝配有包含了很多的構(gòu)件，因此有等級(jí)差別的模具能夠分成合適的代表兩個(gè)構(gòu)件之間的結(jié)構(gòu)。一個(gè)等級(jí)差別的模具暗示了一個(gè)明確的裝配組件組，另外，一個(gè)等級(jí)差別的膜具能夠直接表現(xiàn)出一個(gè)構(gòu)件對(duì)另一個(gè)構(gòu)件的依賴。 基于特征的設(shè)計(jì)要求設(shè)計(jì)者站在一個(gè)比實(shí)際應(yīng)用模具更高的水平線。幾何形狀是直接的、有尺寸的，當(dāng)功能建模設(shè)計(jì)出來細(xì)節(jié)，使用者能夠很快的通過一系列參數(shù)直接定位。當(dāng)然，由于幾何形狀之間的關(guān)系，它同樣也可以使設(shè)計(jì)者比客觀取向的模具設(shè)計(jì)者容易做出變動(dòng)。沒有客觀取向設(shè)計(jì)者就要根據(jù)模具要求考慮到所有的幾何結(jié)構(gòu)，因此，每一次設(shè)計(jì)改變可直接根據(jù)模具要求改變而改變。另外，客觀取向的設(shè)計(jì)能夠給設(shè)計(jì)者提供更高水平的組件物體，例如，當(dāng)模具設(shè)計(jì)者考慮到物體的真實(shí)水平時(shí)，如一個(gè)冷卻水孔相關(guān)的客觀表象在計(jì)算機(jī)中模擬使用。 客觀取向模具設(shè)計(jì)是一個(gè)在考慮到現(xiàn)實(shí)事件中的模具技術(shù)的基礎(chǔ)上所應(yīng)用的一種新的方法，它的基礎(chǔ)是客觀物體，這個(gè)物體結(jié)合了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)和性能客觀取向方法被用來理解問題和設(shè)計(jì)程序和數(shù)據(jù)庫，另外，客觀取向代表了裝配組件制造時(shí)單位客觀物體和總的組件的包含與被包含關(guān)系。 圖2表示了模具裝配中的表觀現(xiàn)象與客觀取向，代表性就是抽象的層次結(jié)構(gòu)來自低水平的幾何實(shí)體到高水平的組件。項(xiàng)目圖包含方格代表裝配模具，實(shí)線代表部件的關(guān)系，虛線代表其它的關(guān)系，部件組成實(shí)體。它聯(lián)合了表觀現(xiàn)象與客觀取向的優(yōu)點(diǎn)，它不僅包含部件與整體的關(guān)系，更擁有一些模具裝配的結(jié)構(gòu)關(guān)系和使用功能。在3.1中將進(jìn)一步分析模具裝配的意義，而在3.2中詳細(xì)的介紹各部件之間的關(guān)系。 圖2 模具裝配中的表觀現(xiàn)象與客觀取向 3.1．裝配模具的定義 在我們的工作中，把模具裝配“O” 在下面的公式中是獨(dú)一無二的實(shí)體： O = (Oid, A, M, R) (1) 在這里： Oid是模具裝配的唯一標(biāo)識(shí)符(O)； A是一個(gè)三元組合(t，a，v)， 其中a是O的一個(gè)屬性，每個(gè)與之相關(guān)的元素就是字符t, a和v； M是一個(gè)數(shù)組，(m, tc1, tc2, %, tcn, tc)。每一個(gè)元素都是每個(gè)功能的唯一標(biāo)識(shí)符。 R是O與其它元素之間的關(guān)系，這兒又六種基本的關(guān)系在模具裝配中。即：Part-of, SR, SC, DOF, Lts, and Fit. 3.2．裝配模具的關(guān)系 在模具的裝配中有六種關(guān)系，分別是：Part-of, SR, SC, DOF, Lts, Fit。 Part-of—模具裝配本身的一種性質(zhì)； SR—明確規(guī)定的方向與裝配部件的客觀取向之間的關(guān)系，對(duì)于一個(gè)組成部分，它們特殊的空間關(guān)系來源于特殊的限制(SC)； SC —一個(gè)部件與其它的裝配組件之間的限制關(guān)系； DOF —在裝配完成后允許的旋轉(zhuǎn)自由度； Lts —由于旋轉(zhuǎn)的自由度，單方向或多方向的限制； Fit —尺寸的限制為了保持某種狀態(tài)； 在模具裝配的所有元素中，模具的裝配各部件之間的關(guān)系是非常重要的，這種關(guān)系不僅決定部件的方位，而且能夠保持模具裝配的關(guān)系。接下來，我們將要進(jìn)一步通過例子來闡述這種關(guān)系。 3.2.1．形狀特征間的關(guān)系 從本質(zhì)上說，模具設(shè)計(jì)就是一種思想，模具設(shè)計(jì)師們大部分時(shí)間在想一些實(shí)際的東西，例如底板、螺絲釘、溝槽、斜面和孔。所以，非常的有必要利用所有的標(biāo)準(zhǔn)部件建立幾何模型。模具設(shè)計(jì)師可以很容易的對(duì)部件的方位以及形狀進(jìn)行改變，因?yàn)槟切┎考g的關(guān)系都顯示在模型上。圖3a顯示一個(gè)平板上有個(gè)孔，這個(gè)部件有兩個(gè)特征：階段性和反鉆孔，反鉆孔(FF1)在F2和 F1的坐標(biāo)系中可用FF1表示，公式(2)~(5)表示了二者之間的關(guān)系。對(duì)于形狀特征，這里沒有什么特殊的限制，所以設(shè)計(jì)者直接指定這種關(guān)系。這種詳細(xì)的關(guān)系如下： 圖3 裝配關(guān)系 公式(2)-(7)顯示了FF1與FF2之間的關(guān)系，這些關(guān)系最終決定在這一部件中的方位和方向，如果把這一部件看做是模具裝配，形狀特征便是模具裝配中的一個(gè)“元件”。 形狀特征的選擇是建立在標(biāo)準(zhǔn)零部件的尺寸的基礎(chǔ)之上的，因?yàn)镃AD/CAM系統(tǒng)技術(shù)的支持，形狀特征不僅滿足模具裝配的尺寸和位置，而且體現(xiàn)了我們選擇的模具部件之間的特殊關(guān)系。為了增加那種特殊的關(guān)系，我們必須記錄邏輯關(guān)系，為模具裝配配備合適的關(guān)系。在CAD系統(tǒng)更新前， 檢查合適的形狀特征都是必要的。 3.2.2．各部件之間的關(guān)系 在模具裝配中，某部件的方向和方位是與其它部件相關(guān)聯(lián)的。圖3b顯示了一個(gè)模板(PP1)與螺絲釘(pp2)。螺釘?shù)南鄬?duì)位置被模板上的孔所限制，這種模板與螺釘之間的關(guān)系如下： 就像我們從公式(8)和(9)所看到的一樣，通過計(jì)算Mp 和Mr決定螺釘在平板上的位置和方向是非常重要的。Mp 和Mr來自空間的限制，這種推導(dǎo)需要推斷模具裝配中的配置，這個(gè)問題將在下一階段進(jìn)行討論。 我們已經(jīng)介紹了一種注塑模具裝配的計(jì)算機(jī)模型。在這一階段，總結(jié)計(jì)算機(jī)模型的長處是有必要的。裝配模具作為組件的代表，反過來卻包括了組件，這個(gè)組件可以進(jìn)一步代表裝配的形狀特征，如此等級(jí)關(guān)系暗示裝配順序以及包含關(guān)系。這種基礎(chǔ)特征不僅要求設(shè)計(jì)師們能夠高水平的設(shè)計(jì)單個(gè)部件，而且擴(kuò)展了模具裝配的功能，因?yàn)檫@種性質(zhì)允許部件隨同其他部件位置和方向的改變而改變。表觀現(xiàn)象可以聯(lián)合某個(gè)對(duì)象的數(shù)據(jù)庫以及操作。模具裝配中封裝的功能就像頂出機(jī)構(gòu)與干涉檢查一樣能夠使的例行程序自動(dòng)化。 4．注射成型模塑的裝配部件推斷 我們從等式8和9中可以看出，裝配模具中部件的方位與方向最終會(huì)被變換母體所取代。為了方便，特別的機(jī)構(gòu)關(guān)系通常是一些高水平的交配條件，就像伙伴、共線和平行。所以，在部件之間的隱含約束關(guān)系間自動(dòng)獲取明確轉(zhuǎn)變條件是很必要的。在第二部分中已經(jīng)對(duì)三種推斷模具裝配部件的技術(shù)進(jìn)行了分析。因?yàn)閹缀文Ｐ湍軌蛘页鏊袉栴}，并同時(shí)間的復(fù)雜性組成等式，我們用這種方法去確定裝配模具部件的方位與方向，要將這種方法在模具裝配中付之于行動(dòng)，需要大量的規(guī)劃。然而，一種簡(jiǎn)化幾何的方法被提議去確定模具裝配時(shí)的部件方位與方向。 在這種簡(jiǎn)化幾何的方法中，通過產(chǎn)生一系列的行動(dòng)去滿足那些約束來確定模具裝配時(shí)的部件方位與方向。滿足約束的所需資料被存儲(chǔ)在“計(jì)劃碎片”中，每個(gè)計(jì)劃碎片就是一個(gè)能夠指定順序和能夠使移動(dòng)部件按照預(yù)定的路線移動(dòng)的程序，計(jì)劃碎片還可以記錄物體的新自由度和相關(guān)的幾何變量。從概念上說，Kramer的計(jì)劃是一個(gè)三維調(diào)度表。我們用TDOF來代表自由度的平移度，RDOF來代表自由度的旋轉(zhuǎn)度。 這種計(jì)劃表詳盡的例舉了所有空間的狀態(tài)，為了滿足一系列的約束在物體上的標(biāo)記和球坐標(biāo)系中的標(biāo)記而移動(dòng)物體。例舉了上面三個(gè)因素相結(jié)合的不同，將導(dǎo)致82中差異。如果研究的空間減少的話，將會(huì)降低計(jì)劃表中的差異。為了實(shí)現(xiàn)這一目標(biāo)，那些因素的例舉數(shù)量需減少。例如，對(duì)于一定的約束類型，如果TDOF由{0,1,2 ,3}變?yōu)閧0,3}后，這樣研究空間就嚴(yán)重的降低。經(jīng)過仔細(xì)的分析模具裝配部件的組成，四個(gè)基礎(chǔ)的約束被引用，他們的定義和代數(shù)方程如下： 由于那些相關(guān)的限制，我們計(jì)劃表中的參數(shù)充分的下降了，在我們的計(jì)劃表中去解決一個(gè)、兩個(gè)和三個(gè)的限制，必須有九個(gè)參數(shù)。模具裝配中為了互相增加組件，更多的限制約束和自由度將會(huì)增加使用者的適應(yīng)性。然而，在自動(dòng)化模具裝配中，許多特殊的模具裝配關(guān)系將會(huì)事先確定，許多順序關(guān)系也不太重要。通過上面的約束限制，各部件之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系將會(huì)被資料庫中數(shù)據(jù)指定。當(dāng)增加模具裝配中增加部件時(shí)，系統(tǒng)將會(huì)第一時(shí)間分解復(fù)雜的約束為簡(jiǎn)單的約束，然后，生成一組碎片計(jì)劃使部件在模具裝配中有確定的方向和方位。 5．模具非標(biāo)準(zhǔn)的集合裝配 許多注塑成型的裝配組件包含了生產(chǎn)部分和非生產(chǎn)部分, 生產(chǎn)部分單個(gè)組件的設(shè)計(jì)是在塑件幾何性能的基礎(chǔ)上得到的，通常產(chǎn)品生產(chǎn)部分應(yīng)有與高水平裝配組件相同的取向，通常這些構(gòu)件的位置和大小直接由設(shè)計(jì)者制定，對(duì)于產(chǎn)品省成本的設(shè)計(jì)，傳統(tǒng)的方法是設(shè)計(jì)者從手冊(cè)中直接選擇所需要的模型，對(duì)這些選擇的產(chǎn)品生產(chǎn)部分建立幾何模型塊，然后再將這些塊加入到注射成型裝配組件中,這樣的設(shè)計(jì)既浪費(fèi)時(shí)間又錯(cuò)誤百出。在我們所應(yīng)用的新的設(shè)計(jì)方法中，所有生產(chǎn)部分的設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)是在裝配組件和客觀需要的基礎(chǔ)上得到的，這些數(shù)據(jù)不僅包含了幾何形狀和生產(chǎn)部分的尺寸，而且還包含了部件之間的空間約束。另外，許多部件有固定的路線，例如：頂出和復(fù)位同樣也在這個(gè)數(shù)據(jù)庫中，因此，模具設(shè)計(jì)必須選則應(yīng)用這要求的模具生產(chǎn)部分而確定它的結(jié)構(gòu)，然后計(jì)算機(jī)軟件會(huì)自動(dòng)的確定出這些部分所要求部件的取向和位置，最后再將這些部件加入到裝配組件中。 5.1．模架組件 就像我們從圖1中看到的那樣，產(chǎn)品的生產(chǎn)部分可以進(jìn)一步分為標(biāo)準(zhǔn)件和非標(biāo)準(zhǔn)件。這些非標(biāo)準(zhǔn)件是由一系列底座、導(dǎo)向機(jī)構(gòu)等裝配組件構(gòu)成的。除了確定產(chǎn)品的性狀外，一個(gè)模具還必須同時(shí)完成許多其他的功能，例如冷卻、注射產(chǎn)品、頂出、合模導(dǎo)向等，許多的模具應(yīng)有相似的性能，因此這就導(dǎo)致了他們?cè)诮Y(jié)構(gòu)上的相似，模具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中有許多標(biāo)準(zhǔn)要求，模具非標(biāo)準(zhǔn)部件就是在這些標(biāo)準(zhǔn)組件的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而成的。 根據(jù)裝配組件設(shè)計(jì)師的客觀取樣和表觀現(xiàn)象，模具組件的表觀現(xiàn)象是非標(biāo)準(zhǔn)件首先應(yīng)該考慮到的，另外，客觀組件的設(shè)計(jì)受到組件構(gòu)件之間的相互關(guān)系和構(gòu)件的功能的限制，然后利用這些客觀組件，一個(gè)有等級(jí)差比的集合裝配(模具的非標(biāo)準(zhǔn)部件)就形成了，這些模具的生產(chǎn)部分可以直接由目錄數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)確定，圖4表示模具實(shí)際情況對(duì)立于模具的特殊組件，這種特殊的模具組件的例子被自動(dòng)的添加的模具裝配中，模具部件與整體之間的結(jié)構(gòu)關(guān)系可以以Mp和Mr為單元表示出來。 圖4 模具設(shè)計(jì)實(shí)例 5.2．標(biāo)準(zhǔn)件的自動(dòng)添加 一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)件就是一個(gè)自動(dòng)組件，這個(gè)可以依據(jù)3.1中的公式1定義。在數(shù)據(jù)庫中的空間約束是由交差、平面直線和弧線確定的，但是它與非標(biāo)準(zhǔn)件不同，標(biāo)準(zhǔn)件的位置和客觀取向并不確定。在設(shè)計(jì)時(shí)軟件通過簡(jiǎn)單的公式直接推斷出標(biāo)準(zhǔn)件的幾何形狀。 5.2．模具裝配中的復(fù)位機(jī)構(gòu) 自動(dòng)化設(shè)計(jì)的一個(gè)關(guān)鍵考慮因素是復(fù)位過程，復(fù)位是指嵌件在設(shè)計(jì)過程中留出相應(yīng)的一定空間使之歸位的操作。當(dāng)一個(gè)頂出設(shè)備加入到裝配組件中就要求在設(shè)計(jì)過程中留出相應(yīng)的孔，以便復(fù)位。如圖5所示： 圖5 模具頂出機(jī)構(gòu) 既然利用了客觀取向技術(shù)，每一個(gè)裝配組件都可以有兩種表示方式：實(shí)際存在和客觀設(shè)計(jì)。實(shí)際存在的物體空間是根據(jù)一個(gè)真實(shí)物體所要占據(jù)的空間決定的，無論何時(shí)一個(gè)客觀構(gòu)件被加入到裝配組件中，它的真實(shí)空間尺寸也同時(shí)被設(shè)計(jì)出來，復(fù)位操作技術(shù)是根據(jù)相關(guān)構(gòu)件的相互關(guān)系而設(shè)計(jì)的。另外由于實(shí)際空間和真實(shí)空間的關(guān)系，復(fù)位技術(shù)的設(shè)計(jì)也要根據(jù)實(shí)際物體做出相應(yīng)的改變，這種自動(dòng)復(fù)位功能進(jìn)一步說明了客觀取向的優(yōu)點(diǎn)。 6．系統(tǒng)實(shí)施 在客觀取樣和表觀取向基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)而出的模塑自動(dòng)化裝配組件技術(shù)，已經(jīng)在美國國立大學(xué)被應(yīng)用在IMOLD領(lǐng)域內(nèi)。這種繪圖技術(shù)是提高應(yīng)用程序的一個(gè)有效方式，通過這種技術(shù)的使用這可以將其它部分加入到裝配組件中修改參數(shù)等。盡管繪圖技術(shù)提供了很好的功能，但是上文提到的方法仍然被用來推斷構(gòu)件的布局，因?yàn)樵谠O(shè)計(jì)過程中必須考慮到構(gòu)件自由運(yùn)行的程度和檢查構(gòu)件在加入到裝配組件以前所需要的空間。這種系統(tǒng)的約束條件和圖表約束是相輔相成的。 圖6顯示為一種注塑產(chǎn)品，圖7a中顯示成型這種塑件的注塑模具，圖7b中指出了各個(gè)組件在裝配時(shí)的父子關(guān)系。這種裝配組件使用IMOLD技術(shù)設(shè)計(jì)的，模具中的每一個(gè)非標(biāo)準(zhǔn)件被自動(dòng)的安置在裝配組件中。同樣，標(biāo)準(zhǔn)件(例如：螺釘)也是被自動(dòng)的加入到裝配組件中,復(fù)位技術(shù)也不例外。 圖6 注塑產(chǎn)品 圖7 成型注塑產(chǎn)品6的模具 7. 結(jié)論 在表觀現(xiàn)象和客觀取向技術(shù)上所設(shè)計(jì)的具有等級(jí)差別的注射模塑裝配組件，不僅僅提高了裝配組件設(shè)計(jì)技術(shù)，而且同時(shí)提高了操作功能和幾何約束性，例如：自由的程度,配合條件、鑲嵌和取向約束。因?yàn)?，裝配組件設(shè)計(jì)的這一技術(shù)的提高，裝配組件中某一構(gòu)件的尺寸變化可以在整體設(shè)計(jì)完以后再做出變動(dòng)。裝配組件構(gòu)件的封裝有以下兩個(gè)特點(diǎn)：1、配合技術(shù)在裝配構(gòu)件中封裝自動(dòng)化裝配組件設(shè)計(jì)時(shí)可以被容易的利用；2、裝配組件的封裝使得裝配組件的設(shè)計(jì)在應(yīng)用過程中自動(dòng)完成，例如：復(fù)位和構(gòu)件檢查。提出的簡(jiǎn)單的統(tǒng)計(jì)方法可以直接降低自動(dòng)化設(shè)計(jì)過程中程序的難度。 鳴謝 作者感謝新加坡國立大學(xué)和新加坡國家科學(xué)技術(shù)委員會(huì)對(duì)IMOLD研究項(xiàng)目的支持。 第 12 頁 共 12 頁