一種注塑裝備工藝和性能要求向設計參數快速轉換的方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及復雜注塑裝備概念設計方法類，尤其涉及一種注塑裝備工藝和性能要 求向設計參數快速轉換的方法。
【背景技術】
[0002] 設計參數獲取是產品方案與結構設計的提前。注塑裝備只有在確定設計參數后， 才能進一步對其進行詳細結構設計。因此如何快速、準確獲得設計參數是注塑裝備設計的 一個重要問題。
[0003] 注塑裝備設計需滿足注塑要求，注塑裝備設計參數需根據注塑要求來確定。由于 注塑要求的多元化與個性化的發展，目前的注塑要求分析方法主要有質量功能展開、實例 推理、神經網絡優化等，但這些方法仍具有以下不足：
[0004] 1、僅停留在注塑要求與設計方案間的定性映射，不能詳細至設計參數的取值。
[0005] 2、不但過于依賴專家主觀評價而且難以適應客戶多元化的要求。而且缺乏對注塑 裝備具有強耦合性的設計參數進行規則映射。
[0006] 3、當設計規則變更時，難以做到快速響應，需要對設計過程重新分析與修正，使得 設計效率低下。
【發明內容】
[0007]為了解決【背景技術】中存在的問題，本發明的目的在于提供了一種注塑裝備工藝和 性能要求向設計參數快速轉換的方法，將注塑要求-設計參數與公式轉換和映射轉換相互 結合，進一步通過多色集合處理將注塑工藝、性能要求轉換為注塑裝備設計參數。
[0008] 為了實現上述目的，本發明采用技術方案步驟如下：
[0009] 第一步，對需要加工的各種注塑件建立三維模型并進行數值模擬分析，獲得注塑 裝備工藝要求；
[0010] 第二步，建立注塑要求-設計參數集合，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-設計參數集合包含有注塑裝備工藝要求或者注塑裝備性能要求通 過公式轉換計算或者通過映射轉換關系統一表達向設計參數的轉換關系；
[0011] 第三步，通過多色集合表示注塑要求與設計參數的相互關系，將注塑要求作為統 一輸入顏色，設計參數作為統一輸出顏色構建多色布爾矩陣；
[0012] 第四步，對布多色爾矩陣進行行變換排序，使得具有唯一參數項的注塑要求-設計 參數集合位于矩陣的行前部，再將其余包含已求得參數項的注塑要求-設計參數集合依次 排序并進行參數計算，獲得注塑裝備設計參數的結果。
[0013] 所述的注塑裝備工藝要求包括注塑件長寬高、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，將三維模型導入注塑過程分析軟件，并將三維模型劃分網格，設置進出口邊界條 件、環境溫度、壓力等參數，經過數值仿真分析得到包含注塑件壓力場、溫度場、注塑周期在 內的注塑裝備工藝要求數據。
[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、無故障工作時間、 注塑機價格、注塑機整機能耗、零件可回收率和回收總效益。
[0016]所述第二步的注塑要求-設計參數集合表示為Ui={Id，N，P,Flag,Trans}，其中Ui表示第i個注塑要求-設計參數集合，Id表示生成元編號，N為轉換關系下的要求項集合，PS 轉換關系下的參數項集合，Flag為轉換關系標識，Trans為轉換關系。轉換關系Trans包含兩 種形式，一種為公式轉換，另一種為映射轉換；當Flag=l時，轉換關系為公式轉換，當Flag =〇時，轉換關系為映射轉換。
[0017] 所述的轉換關系Trans采用公式轉換或者映射轉換，當轉換關系Trans采用公式轉 換，則轉換關系標識Flag= 1;當轉換關系Trans采用公式轉換或者映射轉換，則轉換關系標 識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-設計參數集合作為多色集合中的元素，構建多色集合A= {ui，U2, . . .，Ui, . . .un}，其中η為所有注塑要求-設計參數集合的數量；
[0020] 第二步，設定多色集合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一輸入顏色，F〇(A)為設計參數整體顏色作為統一輸出 顏色；
[0021] 第三步，通過Q(u) = {q(ui)，q(U2), . . .，q(Ui), . . .，q(Um)}表示集合A中元素的個 性顏色，其中個性顏色用所有要求項與參數項表示，m為要求與設計參數項數量之和，q(m) 表示注塑要求-設計參數集合各項元素的個性顏色值；
[0022] 第四步，以注塑要求-設計參數集合作為列，以多色集合A中元素的個性顏色集合Q (u)作為行，構建多色布爾矩陣AXQ(u)，注塑要求-設計參數集合中要求項集合N與參數項 集合P所對應處的個性顏色值q(m)為1，其余個性顏色值q(m)為0,即注塑要求-設計參數集 合中的其他元素或者注塑要求-設計參數集合中要求項集合N與參數項集合P非對應處的個 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-設計參數集合，判斷各個注 塑要求-設計參數集合的轉換類型Flag，若Flag= 0,則將該注塑要求-設計參數集合所在的 行移動至最后一行；
[0025] 第二步，依次遍歷各個Flag= 1的注塑要求-設計參數集合:對于每個注塑要求-設 計參數集合，若參數項集合P中元素數量等于1，則將該注塑要求-設計參數集合所在的行換 至第一行并將參數項集合P中的元素移至集合X中；將s=t+l，t為參數項集合P中元素數量 等于1的注塑要求-設計參數集合總數；
[0026] 第三步，遍歷所有包含集合X中元素對應的注塑要求-設計參數集合:對于每個注 塑要求-設計參數集合，若參數項集合P中元素數量等于1，則將該注塑要求-設計參數集合 移至第s行并將該參數項集合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計算是指在完成行變換基礎上，按照行的得排列順序，依此 計算注塑要求-設計參數集合中的轉換關系，獲得注塑裝備的設計參數集合。
[0028]所述的公式轉換通過注塑裝備設計過程物理計算公式將要求數據轉換為設計參 數，具體可利用國標、手冊中的計算公式和參數。例如要求數據"注塑件長Lw"與設計參數 "頂出行程Ls"之間的轉換公式如下：
[0029] Ls =k〇Lw
[0030]式中，ka為轉換系數，取值為1.2。
[0031]所述的映射轉換通過要求數據與設計參數數據間的對應關系進行轉換，其映射函 數結構形式如下：
[0032]
[0033]式中，f(x)為映射函數;η為映射單元的維度，R為要求數據的取值空間，pi為設計 參數數據的相應取值(i= 1,2,…，η)。
[0034]當公式轉換進行計算時，可直接從設計知識庫中讀取相應中間參數數據，所述設 計知識庫包含了計算公式中的中間參數和注塑機制造標準數據，以數據集的形式存儲與數 據庫中，方便添加與修改。
[0035]本發明針對注塑裝備注塑要求分析難以轉換為注塑裝備設計參數，設計參數往往 憑借設計經驗賦值或參考相似設計機型的問題，提出了將數值模擬分析、理論或經驗公式 計算、要求-參數規則映射和先驗設計知識相互結合的注塑要求向設計參數轉換的方法，解 決了現有注塑裝備設計無法針對注塑要求進行合理定制設計的問題，并實現了結合數值模 擬、公式推導、設計經驗于一體的注塑裝備注塑要求轉換分析。
[0036]本發明的有益效果是：
[0037]本發明方法實現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 模型與云圖的方式轉換為具象的體積、質量、壓力場、溫度場等