本发明属于火工品设计,具体涉及一种结合数字化仿真的引信零部件快速设计系统及方法。
背景技术:
1、在传统的引信设计过程中,设计人员多是总结以往成熟产品型号的设计知识进行新产品的开发。这要求设计人员具有较高的专业水平和丰富的经验,而且存在着产品设计周期长、设计知识和经验集成度、继承度和重用度较低等问题,难适应快节奏的现代战争。
2、现代引信零部件设计强调通用化、系列化和组合化的“三化”要求,用以提高引信的可靠性和经济性,但是目前机械引信工艺设计理论薄弱,引信“三化”系统发展水平不高,基于自动化制造的工艺设计考虑较少。此外,在引信零部件设计过程中也存在自动化制造、装配与检测能力不足等问题,难以进行大规模自动化制造,不利于缩短设计周期,提高设计效率。
3、因此,需要设计一种结合数字化仿真的引信零部件快速设计方法,以解决目前设计过程中存在的问题。
技术实现思路
1、本发明的目的在于,解决目前引信零部件工艺设计理论薄弱,引信“三化”系统发展水平不高,基于自动化制造的工艺设计较少等问题,突破传统引信零部件工艺设计方法及可制造性分析,形成基于数字化结合的工艺设计及可制造性分析方法,并通过应用数字化工艺设计仿真审查系统,实现工艺设计方法的复用,提高设计可靠性、缩短研制周期。
2、本发明采用的技术方案如下:
3、第一方面,本发明提供一种结合数字化仿真的引信零部件快速设计系统;所述系统包括引信零部件三维信息模块100、引信零部件工艺设计方法获取模块200和引信零部件可制造性分析模块300;
4、所述引信零部件三维信息模块100中包括零件注册子模块110、零件注销子模块120和引信零部件三维数据库130;所述零件注册子模块110、零件注销子模块120分别用于向引信零部件三维数据库130注册、注销零件信息,所述引信零部件三维数据库130用于存储零件信息;
5、所述引信零部件工艺设计方法获取模块200中包括引信零部件工艺设计方法规则知识库210;所述引信零部件工艺设计方法获取模块200用于选择所需工艺设计方法,为可制造性分析模块提供评价输入;引信零部件工艺设计方法规则知识库210用于存储已有的引信零部件工艺设计方法;
6、引信零部件工艺设计方法获取模块200包括特征类别选择单元211、要素补充单元212、规则要素定义单元213、推理匹配单元214、规则优化单元215、知识规则库216和典型规则库217;
7、所述特征类别选择单元211用于选择规则所属的制造特征类别;要素补充单元212用于在选定的制造特征的基础信息上补充定义制造特征的制造信息;规则要素定义单元213用于定义制造特征的设计规则信息;推理匹配单元214用于为规则要素定义单元213形成的新规则匹配推理引擎,根据最接近的规则为新规则进行匹配;规则优化单元215用于根据推理引擎对知识规则进行优化更新并存入知识规则库216;知识规则库216用于存储优化更新的知识规则;典型规则库217用于存储典型知识规则,所述典型知识规则包括教科书、公知技术中的引信零部件工艺设计相关知识规则;所述制造特征为引信零部件工艺设计过程中需加工制造的特征部位,包括但不限于孔、定位装置、接口等;
8、所述引信零部件可制造性分析模块300包括引信零部件可制造性分析规则知识库310、自动评价模块320和评价结果展示模块330;
9、所述引信零部件可制造性分析规则知识库310中,具体包括引信零部件的几何结构、装配关系、制造要求和技术要求信息;
10、所述自动评价模块320包括特征过滤单元321、评价执行单元322以及评价结果单元323;所述自动评价模块320用于自动选择被评价的制造特征和适用的评价规则,对引信零部件进行可制造性评价;所述特征过滤单元321用于过滤不符合评价要求的制造特征;所述评价执行单元322用于执行可制造性评价操作;所述评价结果单元323用于预览评价可制造性评价结果;
11、所述评价结果展示模块330包括评价结果分析子模块331以及制造特征提取反馈子模块332;所述评价结果显示模块330用于显示引信零部件的可制造性评价结果,为用户提供评价反馈;评价结果分析子模块331用于直接显示可制造性评价结果;制造特征提取反馈子模块332用于展示特征提取结果;
12、执行可制造性评价时,系统过滤掉不符合评价要求的特征,制造特征提取反馈子模块332负责向设计人员反馈不符合可制造性分析的原因。
13、优选地,所述引信零部件三维信息模块100中引信零部件三维数据库130中包括引信零部件三维模型,所述引信零部件三维模型包括引信零部件尺寸信息和引信零部件结构组成信息。
14、优选地,所述引信零部件工艺设计方法获取模块200中包括如下运行设计算法:根据零件功能、结构、形状特征的形成顺序,从引信零部件工艺设计方法规则知识库210中选取并进行引信零部件材料选择、形成引信零部件形状设计、对引信零部件特征改善、引信零部件性能改善。
15、优选地,所述引信零部件可制造性分析模块300中包括如下可制造分析运行方法和数据信息:从所述引信零部件可制造性分析规则知识库310中选取几何结构、装配关系、制造要求、技术要求信息进行匹配组合,并开展引信零部件经济性分析、引信零部件经技术性分析和面向自动化生产分析。
16、进一步地,所述引信零部件经济性分析具体包括时间指标和成本指标分析;所述引信零部件经技术性分析具体包括结构工艺性分析、加工工艺性分析、可装配性分析和标准化分析;所述面向自动化生产分析包括可搬运性分析、可定位性分析和可连接性分析。
17、进一步地,所述引信零部件经济性分析、引信零部件经技术性分析和面向自动化生产分析下设有若干层指标层,最底层指标层中的每一指标中预设有系列分析评价标准;
18、所述自动评价模块320中的所述特征过滤单元321、评价执行单元322将待评价的特征过滤后与所述系列分析标准进行匹配,确定是否通过标准并输送至评价结果单元323。
19、第二方面,本发明提供一种结合数字化仿真的引信零部件快速设计方法,使用第一方面所述系统,具体步骤如下:
20、步骤1:获取待设计引信零部件指标数据信息作为输入信息;
21、步骤2:基于引信零部件三维数据库130,根据步骤1所述的输入信息获取待设计引信零部件三维模型并对数据进行分析,得到引信零部件尺寸信息及引信零部件结构组成;
22、步骤3:基于引信零部件工艺设计方法规则知识库210,获取引信零部件工艺设计方法;
23、步骤4:将步骤3确定的引信零部件工艺设计方法,传送至引信零部件可制造性分析模块300;
24、步骤5:基于引信零部件可制造性分析规则知识库310对引信工艺设计方法进行可制造性分析,判断是否符合可制造性要求;若符合,则进入步骤6,若不符合,则进入步骤7;
25、步骤6:对引信零部件可制造性分析结果进行输出;输出工艺性审查报告,确定工艺设计方法并进行制造,形成知识复用机制;
26、步骤7:针对引信零部件进行可制造性分析后,将不符合的可制造性条件进行标识,标注可制造性建议。
27、优选地,所述步骤3中具体包括以下步骤:
28、步骤3-1:确定选择引信零部件工艺设计所需的材料;
29、步骤3-2:产生引信零部件主要形状;
30、通过步骤2所得待设计引信零部件三维模型,产生引信零部件的形状信息,包括结构特点、表面特征、尺寸大小、尺寸精度、形状公差、位置公差、表面粗糙度、设计基准、关键特性;
31、步骤3-3:对引信零部件部分特征进行改善;
32、具体包括:在满足引信零件结构、形状要求的基础上,在零部件上增加用于传输、识别、抓取、连接的特征中任意一种或多种,实现零部件适于自动化加工,后续装配简单、操作安全、便于检验和确保装配零部件质量的目的;
33、步骤3-4:对引信零部件性能进行改善;
34、具体包括,基于改善产品粗糙度、硬度、导电性、防腐性、机械性能或工艺性能进行工艺设计改善;
35、优选地,所述步骤5中具体包括如下步骤:
36、步骤5-1:对引信零部件几何结构进行分析,判断引信零部件结构是否合理,“是”则执行步骤5-2,“否”则执行步骤7;
37、步骤5-2:对引信零部件装配关系进行分析,判断引信零部件是否满足可装配性,“是”则执行步骤5-3,“否”则执行步骤7;
38、步骤5-3:对引信零部件制造要求进行分析,判断引信零部件是否满足制造要求,“是”则执行步骤5-4,“否”则执行步骤7;
39、步骤5-4:对引信零部件技术要求进行分析,判断引信零部件是否满足技术要求,“是”则执行步骤5-5,“否”则执行步骤7;
40、步骤5-5:对引信零部件自动化生产要求进行分析,判断引信零部件是否满足大规模自动化生产,“是”则执行步骤6,“否”则执行步骤7。
41、优选地,所述步骤7中具体包括如下步骤:
42、步骤7-1:将不符合的可制造性条件进行反馈,技术人员通过反馈结果得到产品的问题,对引信工艺设计方法进行修改;
43、步骤7-2:将修改后的工艺设计方法送入至引信零部件工艺设计方法规则知识库210中,对方法进行优化更新。
44、本发明取得的有益效果:
45、本发明提供的一种结合数字化仿真的引信零部件快速设计系统及方法,通过已构建的规则知识库模块,工艺设计方法获取模块,可制造性分析模块,提高大规模自动化引信零部件工艺及设计的合理性、经济性和可行性,实现数字化仿真环境下大规模自动化制造零部件工艺及设计审查方法的复用,缩短研制周期,降低设计成本,从而达到快速设计的目标。
1.一种结合数字化仿真的引信零部件快速设计系统,其特征在于,所述系统包括引信零部件三维信息模块(100)、引信零部件工艺设计方法获取模块(200)和引信零部件可制造性分析模块(300);
2.根据权利要求1所述的结合数字化仿真的引信零部件快速设计系统,其特征在于,所述引信零部件三维信息模块(100)中引信零部件三维数据库(130)中包括引信零部件三维模型,所述引信零部件三维模型包括引信零部件尺寸信息和引信零部件结构组成信息。
3.根据权利要求1所述的结合数字化仿真的引信零部件快速设计系统,其特征在于,所述引信零部件工艺设计方法获取模块(200)中包括如下运行设计算法:根据零件功能、结构、形状特征的形成顺序,从引信零部件工艺设计方法规则知识库(210)中选取并进行引信零部件材料选择、形成引信零部件形状设计、对引信零部件特征改善、引信零部件性能改善。
4.根据权利要求1所述的结合数字化仿真的引信零部件快速设计系统,其特征在于,所述引信零部件可制造性分析模块(300)中包括如下可制造分析运行方法和数据信息:从所述引信零部件可制造性分析规则知识库(310)中选取几何结构、装配关系、制造要求、技术要求信息进行匹配组合,并开展引信零部件经济性分析、引信零部件经技术性分析和面向自动化生产分析。
5.根据权利要求4所述的结合数字化仿真的引信零部件快速设计系统,其特征在于,所述引信零部件经济性分析具体包括时间指标和成本指标分析;所述引信零部件经技术性分析具体包括结构工艺性分析、加工工艺性分析、可装配性分析和标准化分析;所述面向自动化生产分析包括可搬运性分析、可定位性分析和可连接性分析。
6.根据权利要求4所述的结合数字化仿真的引信零部件快速设计系统,其特征在于,所述引信零部件经济性分析、引信零部件经技术性分析和面向自动化生产分析下设有若干层指标层,最底层指标层中的每一指标中预设有系列分析评价标准;
7.一种结合数字化仿真的引信零部件快速设计方法,使用权利要求1~6中任意一项所述系统,其特征在于,具体步骤如下:
8.根据权利要求7所述的结合数字化仿真的引信零部件快速设计方法,其特征在于,所述步骤3中具体包括以下步骤:
9.根据权利要求7所述的结合数字化仿真的引信零部件快速设计方法,其特征在于,所述步骤5中具体包括如下步骤:
10.根据权利要求7所述的结合数字化仿真的引信零部件快速设计方法,其特征在于,所述步骤7中具体包括如下步骤:
