注塑成型知識庫管理系統的研究與開發

摘要：為了在注塑模設計中充分利用專家的經驗知識以提高設計效率，針對如何獲取注塑模規則知識以及如何對其進行整理利用，本文進行了注塑成型知識的分析與規則構建，以SQL Server 數據庫和PowerBuild 軟件為平臺，開發了注塑成型知識庫管理系統，給傳統的注塑模設計帶來了極大的方便。

關鍵詞：注塑成型 規則 知識庫 系統

0 引言

如果在注塑模設計過程中將專家的經驗知識和參考材料進行存儲并利用，來幫助設計人員進行模具設計，必將使設計變得簡單，同時提高了設計效率。

1 技術路線

在設計注塑模時，要求設計師具有豐富的實踐經驗和精準的判別能力。近年來，有較多研究針對如何提高設計效率并對其工藝進行優化，本文通過多種途徑獲取注塑模設計的專家經驗和資料信息，通過對其分析和規則構建，以Microsoft SQL Server 2000數據庫和PowerBuild 軟件為平臺，開發了注塑成型規則知識庫管理系統，本系統的應用是基于Windows環境下的。注塑成型管理系統是針對成型知識進行管理，來方便用戶進行推理。本系統主要有冷卻、澆注、成型工藝[1，2]、注塑成型缺陷分析系統四部分內容。具體技術路線如圖1。

2 獲取注塑成型知識

作者通過大量的企業調研，與模具設計師深入交流，并查詢大量資料[3-8]，獲取了大量的設計知識、設計原則等。作者將注塑成型相關知識分為圖形、規則和表格等三種方式。在注塑模成型系統設計過程中，很多設計原則以表格方式出現，比如分流道直徑的知識如表1所示。

其他以表格方式出現的知識還有塑料收縮率、流動性、注塑參數等。

還有很多成型系統知識以圖形的方式存在，比如分流道的布局，如圖2所示。

其他以圖形方式出現的知識有澆口、冷卻布局等。

注塑成型知識還存在著大量能以規則方式出現的知識。

3 構建注塑成型系統規則

通過對已獲取的注塑模成型系統知識的分析得出，這些知識能用產生式規則方法來準確地進行表達，而且系統也容易管理，因此本文的注塑模系統都采用這種表示方法。

產生式規則用來表示因素間的因果關系，以IF Condition Then Action的唯一形式進行表述，以規則為知識單位。Condition部分稱為條件式模式或前件，Action部分稱為后件、動作或結論。

由前面知道，產生式規則的一般表達為：規則前件 規則后件。前件與后件還可以由“或”、“與”、“非”等邏輯運算符等組合進行表達。前件通常針對一些事實的分析，而后件常是某一事實。為方便管理知識，作者將由“或”邏輯運算符組成的規則知識拆分為多條規則知識，即將IF Condition1 or Condition 2 Then Action拆分為：IF Condition1 Then Action與IF Condition 2 Then Action。為避免前件與后件內容的重復多余，作者分別建立了設計規則庫與設計結果庫。作者研究的冷卻系統、成型系統、澆注系統、缺陷分析系統均采用以上方法，模型如圖3所示。

4 開發知識庫管理系統

該系統中的知識都采用產生式規則表達，并分別以設計規則與設計結構來表示。對于設計規則，在該系統中以規則代號、特征參數、運算符和參數值來表示。

例如某知識：if 塑料材料流動性好then 主流道的錐度 is 1°～3°。在該系統中，這個知識的設計規則為：“rule10：塑料材料流動性is 好”；設計結果則為：主流道的錐度 is 1°～3°。“rule10”是規則代號；“塑料材料流動性”是特征參數，“is”是運算符；“好”是參數值；“主流道的錐度”是設計對象；“1°～3°”是設計結果。該系統的界面流程模型如圖4。

用戶先進入系統的導航界面，并可通過設計特征信息管理界面和設計對象結果維護界面（如圖5）分別對設計特征和設計對象進行維護和管理。對于設計特征和設計對象的匹配，用戶可以通過規則添加界面（如圖6）進行操作。

5 結束語

注塑模知識庫系統主要針對涉及規則、設計結構以及各主要成型系統的規則知識進行管理。該系統交互性好、操作方便，通過對注塑模設計知識的獲取和管理，可以在注塑模設計過程中為設計人員提供有效的幫助，對獲得注塑模設計結果的高效性和可靠性產生了重要的影響。

參考文獻：

[1]李雪梅，丁峰，羅曉曄.注塑工藝參數對精密注塑精度的影響. [J].輕工機械，2005（4）：36-38.

[2]宋光明，張君，董定福.基于CAE技術的注塑成型保壓過程模擬分析[J]，輕工機械，2003（3）：84-86.

[3]王文廣，田寶善，田雁晨.塑料注塑模具設計技巧與實例[M].北京：化學工業出版社，2004.

[4]屈華昌.塑料成型工藝與模具設計[M].北京：高等教育出版社，2005.

[5]宋玉恒.塑料注塑模具設計實用手冊[M].北京：航空工業出版社，1994.

[6]李德群，唐志玉.中國模具設計大典：第2卷，輕工模具設計[M].南昌：江西科學技術出版社，2003.1.

[7]單巖，王蓓，王剛.Moldflow模具分析技術基礎[M].北京：清華大學出版社，2004.

[8]王剛，單巖.Moldflow模具分析應用實例[M].北京：清華大學出版社，2005.

基金項目：

溫州市2013年科技計劃項目（R20130039）。

作者簡介：

鄭道友（1976-），男，浙江工貿職業技術學院講師，碩士，研究方向：模具設計。