[发明专利]一种基于本体的轴类零件粗糙度规范智能化设计方法

说明书

本发明属于粗糙度规范设计及计算机辅助公差设计(CAT)技术领域，具体涉及一种基于本体的粗糙度规范智能化设计方法。具体包括以下步骤：(1)构建粗糙度规范的本体；(2)建立粗糙度规范的SWRL推理规则；(3)提取粗糙度规范的相关信息；(4)构建粗糙度规范实例化本体模型；(5)将Jess推理机与SWRL规则结合，对粗糙度规范进行推理并结果推理结果输出。利用本体对粗糙度规范领域知识构建本体推理知识框架，根据显性领域知识推理隐含知识拓展粗糙度规范知识库；结合语义网络规则语言规则库，针对几何产品的具体设计及使用环境条件推理粗糙度规范的设计。本发明能够使得计算机能够选择合适的粗糙度规范元素，为粗糙度规范的智能化设计提供了一种快捷有效的方法。

技术领域

本发明属于粗糙度设计及计算机辅助公差设计(CAT)技术领域，具体涉及一种基于本体的轴类零件粗糙度规范智能化设计方法。

背景技术

轴类零件粗糙度设计是轴类零件设计的重要部分，根据现行的国家标准GB 131-2006，它主要包括表面结构参数代号、极限值、传输带、表面纹理方向、上下偏差、滤波器类型、加工工艺类型、比较规则和评定长度的生成。在当前的几何产品设计中，轴类零件粗糙度设计往往由设计人员根据自身经验或对相关标准的理解在CAD系统中手工确定。这种设计方法存在效率低、智能化程度低以及易出错等问题，会增加产品设计的不确定性，最终影响到产品的质量。

针对产品设计的不确定性，将本体引入粗糙度规范的智能化设计中。首先使用第二代web本体语言OWL2QL(Ontology Web Language 2 Query Language)构建粗糙度规范本体；然后使用语义网规则语言(Semantic Web Rule Language，SWRL)构建推理规则；最后利用Jess推理机根据推理规则推理出最合理的粗糙度规范。此外，轴类零件信息通过轴的配合关系、尺寸、公差等级进行描述，并能从这些信息中检索设计意图。利用规则语义推理机制对轴类零件本体知识库进行推理，识别设计意图，易于产品粗糙度设计的共享和重用，提高设计效率和增加准确率。

发明内容

本发明要解决的技术问题是现有轴类粗糙度规范选择难以智能化的问题，提出一种基于本体的轴类零件粗糙度规范智能化设计方法。为了解决上述问题，本发明通过以下技术方案实现：一种基于本体的轴类零件粗糙度规范智能化设计方法，包括如下步骤：

步骤1：根据粗糙度领域的理论知识，构建轴类零件粗糙度本体知识库系统，知识库中类与类之间的属性关系对粗糙度领域知识提供一致性描述；

步骤2：基于步骤1所构建的本体知识库，根据GB/T 1031-2009、GB/T10610-2009构建基于本体和SWRL的粗糙度规范的推理规则库；

步骤3：针对轴类零件的粗糙度选择实例，对装配图进行建模，并解装配体得到零件特征表面，采用产品制造信息转OWL的算法对每个零件表面的设计和制造信息进行转化，得到公式断言集；

步骤4：根据步骤1所建轴类零件粗糙度本体知识和步骤3的断言公式集，分别对相关概念和属性进行实例化，并构建轴类零件粗糙度设计实例中的类、个体以及个体间关系，获得实例化本体知识库；

步骤5：基于步骤2所构建基于本体和SWRL的粗糙度规范的推理规则库利用Jess推理机对步骤3所获取的实例化本体知识库进行推理，并将所得推理结果加入实例化本体知识库中；根据所得推理结果，输出粗糙度规范，以标注形式标于由步骤3所得表面上。

步骤1包括：

步骤1.1.根据几何产品的粗糙度规范的的理论知识，构建基于本体的粗糙规范的类的层次关系、类的属性的层次关系和元本体，其中类的属性包括对象型属性和数据型属性两类；

步骤1.2.采用OWL2语言分别构建粗糙度规范术语公理集TBOX，以父类的子节点的形式和类所具有的属性体现TBOX，从而形成粗糙度规范的本体知识库系统。

步骤2的具体内容为：