副標題#e#    1 前言
   
    模具在機械、電子、輕工、紡織、航空、航天等工業領域里，已成為使用廣泛的工業化生產的主要工藝裝備。沖壓模具作為模具行業的重要組成部分之一，其設計的效率、品質及其設計方法的改善一直都備受關注。而長期以來一直被廣泛使用的模具設計的傳統程序，因其復雜費時、在很大程度上依靠設計人員的經驗和對設計人員要求高等弊端，不能滿足現代工業快速發展的需要，正面臨著前所未有的挑戰。應此在保證設計品質的基礎上如何實現模具的快速設計，實現模具設計的智能化，一直以來都是模具設計的一項長期研究任務。
   
    基于實例推理(Case-BasedReasoning，CBR)是人工智能領域(AI)近年來發展起來的一種較新的設計推理方法。它以已有的設計實例為基礎，通過類比和聯想，從實例庫中選擇與當前設計要求最相近的實例，并調整選定實例中不能滿足要求的因素，最終形成新的設計并作為新的實例存儲于實例庫中。由此可見，將CBR的設計思想應用于沖模智能CAD系統中，將有助于解決上述問題。本文以三維軟件為平臺，對基于實例推理的智能沖模CAD系統關鍵技術-沖模建模、實例庫建立、實例檢索、實例存儲、實例評價、實例修改等方面進行了深人研究。
   
    2 智能沖模 CAD系統結構
   
    智能沖模 CAD系統設計包括四個模塊:沖模的知識建模模塊，實例檢索模塊，實例修改模塊和知識更新模塊?；趯嵗评淼闹悄軟_模 CAD設計過程:分析沖模的設計任務，提取作為檢索條件的沖模相似特征，并作為設計要求輸人系統;根據輸入的設計要求，經過基于實例的推理，尋找與沖模最相似的實例，從實例庫中提取出來;根據設計要求，對提取的沖模實例進行修改，設計出滿足要求的沖模;最終形成的沖模實例作為新的實例存儲于實例庫中。基于實例推理的沖模設計過程，如圖1所示。
   

    基于實例推理的智能沖模CAD系統需要實例庫的支持，因而首先需要建立沖模的原形實例。原形實例就是在進行基于實例推理設計之前，實例庫中已經建立好的實例，它是用作檢索源的原型實例模型。實例庫的建立方法與沖模的建模方式有關，沖模特征建模和原形實例庫的建立是基于實例推理智能沖模CAD系統的，同時也決定了實例的表達，檢索和修改所使用的方法。
   
    3 基于實例的沖模建模和實例庫的建立
   
    3.1沖模特征建模及參數化的實現
   
    3.1.1沖模特征建模
   
    在Solidworks 2003軟件環境下，將沖模進行特征分解后，按一定的順序生成各個子特征，同時對這些子特征進行特征布爾運算，將特征融合，就可以生成沖模的三維特征模型。建立沖模模型，首先要建立默認基準面特征，默認基準面特征是系統在默認位置產生的三個互相垂直的平面，它們雖然不是沖模的組成部分，但卻是重要的輔助特征，其它特征都是建立在基準面上的子特征?；鶞拭嫣卣鹘⒑?，建立沖模的基圓柱特征，基圓柱特征的直徑等于某一沖模的直徑;再根據旋向分別建立左旋和右旋的某一沖模模型，具體的沖模是左旋還是右旋，則由參數化技術進行控制。
   
    3.1.2沖模特征模型參數化的實現
   
    沖模的特征信息在模型建立之后存儲在支撐軟件的內部工程數據庫中，沖模模型實現參數化后，用戶通過輸人沖模的參數，得到某一特定沖模模型，這些參數就是特征的外部信息，這些外部參數信息以數據表的形式存儲在我們選用的數據庫(IBMDB2)中。
   
    在實現沖模參數化時，其參數的外部變量主要在模型設計列表的第一部分定義。然而，由于沖模的特征復雜，需要定義的特征參數太多，導致了用戶在操作時很容易混淆。所以本文采了以全中文的方式從系統的輸人界面輸人參數。這樣就需要定制系統與SolidWorks軟件的接口，根據SolidWorks軟件的要求，采用了數據接口文件來實現。從用戶界面輸人的外部參數，直接保存到BD2數據庫中，同時生成數據接口文件，也可以由數據庫導出數據接口文件，由SolidWorks軟件調用，數據接口文件有固定格式。
   
    3.2原形實例庫的建立
   
    3.2.1實例庫的建立過程
   
    本文以基于實例的方法建立沖模的原形實例模型;以SliodW0rks軟件為支撐環境，表達實例的三維模型，并以模型文件的形式存儲實例，以關系數據庫的方式來建立實例庫。在建立原形實例時，需要在計算機中將實例的完整信息表達，本文采用了特征建模的方法，由于原形實例是實例庫的檢索源，需要有一定數量的原形實例，而沖模型號較多，且結構復雜，模型建立困難，不適合采用對每種型號的沖模都逐個建模的方法進行建模。根據專門的支撐軟件，利用支撐軟件內部的工程數據庫，將所有可能出現的沖模模型都建立在支撐軟件的內部工程數據庫中，在需要的時候，通過設定參數的方法，從工程數據庫中提取需要的部分。在支撐軟件的環境下建立模型，然后通過適當的修改，就可以方便的建立各種型號的沖模模型?；谝陨戏治?，本文提出了以特征建模和參數化相結合的方法，建立沖模的初始實例。原形實例建立的過程是:首先建立沖模的參數化特征模型，然后通過參數輸人生成特定的沖模，再對該沖模進行一定的修改，得到可用的沖模產品，最后將它存儲在數據庫中。這種方法的優點是采用了建模的方法，有效的解決了實例的表達問題;采用了參數化方法，解決了多種型號沖模的建模問題。