[发明专利]一种基于本体的轴类零件外圆工序尺寸参数智能设计方法

说明书

本发明属于轴类零件工序设计及计算机辅助工艺设计(CAPP)技术领域，具体涉及一种基于本体的轴类零件外圆工序尺寸参数智能设计方法。本发明包含以下步骤：(1)构建轴类零件外圆工序尺寸参数生成本体；(2)建立轴类零件外圆工序尺寸参数生成的SWRL推理规则，构建推理规则库；(3)分析实例零件结构并建立断言公式集A_PS；(4)提取轴类零件外圆工序尺寸参数生成的相关设计信息并建立断言公式集A_PD和A_SD；(5)构建轴类零件外圆工序尺寸参数生成的实例化本体模型；(6)根据推理规则库，利用Jess推理机推理生成外圆轴段的外圆加工方案及毛坯直径，建立断言公式集A_MP，更新实例化本体知识库；(7)根据推理规则库和更新的实例化本体知识库，利用Jess推理机推理生成外圆工序尺寸参数。

技术领域

本发明属于轴类零件工序设计及计算机辅助工艺设计(CAPP)技术领域，具体涉及一种基于本体的轴类零件外圆工序尺寸参数智能设计方法，可用于轴类零件外圆轴段工序尺寸参数的自动生成，并为其加工工艺的改进提供指导。

背景技术

轴类零件外圆工序尺寸参数的设计是轴类零件工艺设计的重要内容，其关乎轴类零件加工制造的效率和最终产品的质量。根据国家标准GB/T 4863-2008，零件的工序尺寸参数主要包括工序尺寸、工序尺寸公差、工序余量和加工总余量。轴类零件外圆工序尺寸参数设计过程主要包括零件的设计特征分析、外圆加工方案推理、工序尺寸参数选择等环节。在传统的工艺设计领域，对于轴类零件的工艺设计尤其是外圆工序尺寸参数的选择，主要依赖工艺设计人员查询手册或根据自身设计经验确定，效率低且设计人员对工艺设计的差异化理解会导致设计结果的不确定性，影响工艺设计的一致性。而现有的结合CAPP技术针对轴类零件工艺设计的研究，主要集中于工艺决策、工序图生成、工艺模型构建等方面，各自依托的CAPP系统相互独立且异构，限制了相关工艺知识的共享与传递，降低了工艺设计的效率和智能化水平。

针对轴类零件外圆工序尺寸参数人工选择的低效率和不确定性及相关工艺知识在异构CAPP系统间难以共享与传输的问题，将本体技术引入轴类零件外圆工序尺寸参数的智能化设计中。本体是共享概念模型明确的形式化规范说明，构建本体是促进异构系统间语义互操作、增强知识共享与重用的重要手段。首先，利用网络本体语言(Ontology WebLanguage, OWL)构建轴类零件外圆工序尺寸参数生成本体；然后利用语义网规则语言(Semantic Web Rule Language, SWRL)构建轴类零件外圆工序尺寸参数生成过程的推理规则；最后，根据推理规则利用Jess推理机自动生成轴类零件外圆工序尺寸参数。此外，轴类零件及其外圆轴段的设计特征信息通过尺寸、精度、材料、热处理、毛坯等进行描述，并能从设计特征信息中检索设计意图。利用规则语义推理机制对轴类零件外圆工序尺寸参数生成本体知识库进行推理，识别设计意图，将有利于轴类零件外圆工序尺寸参数设计的相关工艺知识的共享与重用，提高轴类零件工艺设计的效率和智能化水平。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有轴类零件外圆工序尺寸参数设计智能化水平较低的问题，提出一种基于本体的轴类零件外圆工序尺寸参数智能设计方法。为解决上述问题，本发明是通过以下技术方案实现的：一种基于本体的轴类零件外圆工序尺寸参数智能设计方法，包括以下步骤。

步骤1：根据轴类零件外圆工序尺寸参数设计过程的领域知识，构建基于本体的轴类零件外圆工序尺寸参数生成知识库系统，本体知识库中类与类之间的属性关系对轴类零件外圆工序尺寸参数生设计过程的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，根据轴类零件外圆工序尺寸参数设计过程的经验知识和机械加工工艺手册中推荐的外圆工序尺寸参数的选择，构建基于本体和SWRL规则语言的推理规则库。