CN107491610B - 汽车覆盖件模具智能设计系统及设计方法 - Google Patents

Abstract

一种汽车覆盖件模具智能设计系统，包括：产品选择模块、DL工艺图分析模块、智能转换模块、智能推算模块、虚拟模型模块、模具模型转换模块、二维工程图转换模块、模具零件明细表生成模块。本发明还提供了一种汽车覆盖件模具智能设计方法，该方法已经在实际工作中实施完，并开始应用。上述汽车覆盖件模具智能设计系统及方法按照分类拓扑规则对模具的各个设计元素进行分类，不需要人工做3D模具模型，所有结果由计算生成，方便快捷，在实际应用中取得了较好的效果。

Description

汽车覆盖件模具智能设计系统及设计方法

技术领域

本发明属于一种模具设计领域，特别涉及一种汽车覆盖件模具智能设计系统及设计方法。

背景技术

据不完全统计，2014年我国模具行业的市场总额大概为约2500亿元，其中汽车模具约800多亿元，冲压模具300多亿元。汽车模具中的汽车覆盖件模具的国内市场规模保守计算约220多亿元(按新车型1亿/车型，改款车型0.25亿/车型)。而中国仅占全球市场约25％，国外每车型的模具产值高于国内，2017年全球仅汽车覆盖件模具产值预计超1000亿元。

现在通用技术设计一套中等难度的模具(三维零部件模型、二维零部件工程图、零件材料清单)大概需要15天以上，设计人员通常是用CAD软件先做三维零部件造型，再装配成三维模具模型，投影二维工程图并做各种标注，再制作模具零件材料清单。个别设计人员会做一些零部件的参数化，或做一些零部件模板库来提取零件组合，如此可以提高一些设计速度。但目前全世界的模具设计领域里，还没有出现整套模具完全不用人工设计三维模型和投影二维工程图，就能快速完成模具的整体设计的智能化技术。

传统的模设计周期长，重复工作多，设计质量受限于外在因素，而且每次都要由不同或相同的设计师，进行若干重复工作，知识难以积累和沉淀。

发明内容

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供一种汽车覆盖件模具智能设计系统。

本发明所提供的一种汽车覆盖件模具智能设计系统，包括：

产品选择模块，用于输入待设计模具的汽车覆盖件产品的产品种类信息；

DL工艺图分析模块，用于接收用户输入的DL工艺图，并对DL工艺图进行分析，以得到其所包含的工序类别及工序之间的顺序，进而得到对应的通用设计元素及专用设计元素，并对其进行组合排布；所述DL工艺图分析模块还用于对输入的DL工艺图及产品分类信息进行分析，以得到待设计模具的产品所对应的信息，所述信息包括：产品分类信息、产品几何信息、工序类别及组合、生产参数信息及生产设备参数；

智能转换模块，用于将设计元素及产品信息进行分离分解，以将上述所有设计元素及产品信息全部变为相对独立，并将分解后的设计元素及产品信息进行数值化，以将每一个设计元素及每一个产品信息均转换为数值或字符串；

智能推算模块，包括逻辑规则单元及数学模型单元，用于结合逻辑规则及数学模型对分解后的数值化的设计元素及产品信息进行运算处理，以得到若干特征参数值，所述特征参数值至少包括各产品的位置、长、宽、高、打孔数、通孔直径、曲率、与其他产品的位置关系、干涉关系以及经由型面、轮廓几何对象衍生的各类逻辑表达式及数学关系式；

虚拟模型模块，包括智能对象生成模组、逻辑规则单元及数学模型单元，所述智能对象生成模组包括逻辑规则单元及数学模型单元，所述逻辑规则单元内存储有若干逻辑规则，所述数学模型单元内存储有若干数学模型，所述智能对象生成模组用于根据逻辑规则单元内存储的若干逻辑规则及数学模型单元内存储的若干数学模型生成若干基础形状及零件，还用于生成若干基础形状及零件之间的位置关系及干涉关系；

模具模型转换模块，用于根据由所述智能推算模块得到的若干参数值、由所述虚拟模型生成模块所得到的若干基础形状、零件及该若干基础形状、零件之间的位置关系及干涉关系得到待设计模具的汽车覆盖件的模具的三维设计图；

二维工程图转换模块，用于根据所得到的汽车覆盖件模具的三维设计图生成对应的二维模具装配件工程图；以及

模具零件明细表生成模块，用于根据所得到的汽车覆盖件模具的三维设计图生成对应的模具零件配置清单。

其中，所述汽车覆盖件产品的产品种类信息包括以下三个层面的分类：产品层面的分类、工艺层面的分类以及模具结构层面的分类；其中所述产品层面的分类至少包括以下类别：前门外板类、前门内板类、前地板类、顶盖类、侧围类、后侧围内板类、后门外板类、后门内板类、背门外板类、背门内板类、后地板类、翼子板类、前围板类、前罩内板类、前罩外板类；所述工艺层面的分类至少包括以下类别：落料工艺、切角工艺、拉延工艺、多次拉延工艺、上成型工艺、下成型工艺、切边工艺、冲孔工艺、冲翻孔工艺、分断工艺、上翻边工艺、下翻边工艺、上整形工艺、下整形工艺、上翻孔工艺、下翻孔工艺、压印工艺、合边工艺、侧切边工艺、侧冲孔工艺、侧冲翻孔工艺、侧翻孔工艺、侧翻边工艺及侧整形工艺；所述模具结构层面的分类至少包括以下类别：导向结构、框架结构、工作结构、运动机构、压力源；所述产品分类信息则包括上述产品类别。

其中，所述设计元素包括基本设计元素及衍生设计元素，所述基本设计元素至少包括零件的型面、轮廓线，所述衍生设计元素至少包括：根据产品的型面及轮廓大小，定义需要拆分多少镶块；根据产品零件的尺寸大小，定义需要多少导向元件；根据产品的型面、轮廓大小和料厚，定义需要多大压料力，并定义需要多少压力元件。

其中，所述设计元素还包括通用设计元素和与工序对应的专用设计元素，其中每一工序均包括通用设计元素及专用设计元素，所述通用设计元素指每一工序都包括的设计元素，所述专用设计元素指工序所对应的特有设计元素。

其中，所述逻辑规则单元内存储有若干逻辑规则，所述逻辑规则包括模具设计时所采用的设计逻辑规则及数学逻辑规则，所述模具设计时所采用的设计逻辑规则包括材料选择规则、强度设计规则、最小设计原则，所述数学逻辑规则为模具设计时所采用的逻辑规则与数值之间的对应关系，所述逻辑规则被转换为逻辑表达式，所述逻辑表达式包括：真假函数、与或非函数、大于小于等于函数。

其中，所述数学模型单元内存储有若干数学模型，所述数学模型包括若干拓扑数学模型f(x)，所述拓扑数学模型f(x)为三维模具中每一个零件的结构和特征参数间建立的相关联的拓扑数学坐标变换函数关系式，所述特征参数至少包括零件的位置、长、宽、高、打孔数、通孔直径、曲率、与其他零件的位置关系、干涉关系以及经由型面、轮廓几何对象衍生的各类逻辑表达式、数学关系式。

本发明还提供了一种汽车覆盖件模具智能设计方法，包括：

输入待设计模具对应的汽车覆盖件产品的分类信息及设计元素；

对输入的DL工艺图进行分析，以对其进行设计元素分析并得到该DL工艺图的设计元素；

结合输入的产品分类信息及DL工艺图，以得到待设计模具的产品所对应的信息，所述信息至少包括：产品分类信息、产品几何信息、工序类别、工序数量、生产信息参数及生产设备信息；

对分析得到的设计元素及产品信息进行分离分解，以将上述所有设计元素及产品信息全部变为相对独立；

将分解后的设计元素及产品信息进行数值化，即将每一个设计元素及每一个产品信息均转换为数值和/或字符串；

结合逻辑规则及数学模型对分解后的数值化的设计元素及产品信息进行运算处理，以得到若干特征参数值，所述特征参数值至少包括各产品的位置、长、宽、高、打孔数、通孔直径、曲率、与其他产品的位置关系、干涉关系以及经由型面、轮廓几何对象衍生的各类逻辑表达式及数学关系式；

结合逻辑规则及数学模型生成若干基础形状及零件，并生成若干基础形状及零件之间的位置关系及干涉关系；

根据得到的若干参数值、若干基础形状、零件及该若干基础形状与零件之间的位置关系及干涉关系得到待设计模具的汽车覆盖件的模具的三维设计图；以及

根据所得到的汽车覆盖件的模具的三维设计图生成对应的二维模具装配件工程图及模具零件配置清单。

其中，所述汽车覆盖件产品的产品种类信息包括以下三个层面的分类：产品层面的分类、工艺层面的分类以及模具结构层面的分类；其中所述产品层面的分类至少包括以下类别：前门外板类、前门内板类、前地板类、顶盖类、侧围类、后侧围内板类、后门外板类、后门内板类、背门外板类、背门内板类、后地板类、翼子板类、前围板类、前罩内板类、前罩外板类；所述工艺层面的分类至少包括以下类别：落料工艺、切角工艺、拉延工艺、多次拉延工艺、上成型工艺、下成型工艺、切边工艺、冲孔工艺、冲翻孔工艺、分断工艺、上翻边工艺、下翻边工艺、上整形工艺、下整形工艺、上翻孔工艺、下翻孔工艺、压印工艺、合边工艺、侧切边工艺、侧冲孔工艺、侧冲翻孔工艺、侧翻孔工艺、侧翻边工艺及侧整形工艺；所述模具结构层面的分类至少包括以下类别：导向结构、框架结构、工作结构、运动机构、压力源；所述产品分类信息则包括上述产品类别。

其中，所述设计元素包括基本设计元素及衍生设计元素，所述基本设计元素至少包括零件的型面、轮廓线，所述衍生设计元素至少包括：根据产品的型面及轮廓大小，定义需要拆分多少镶块；根据产品零件的尺寸大小，定义需要多少导向元件；根据产品的型面、轮廓大小和料厚，定义需要多大压料力，并定义需要多少压力元件；所述设计元素还包括通用设计元素和与工序对应的专用设计元素，其中每一工序均包括通用设计元素及专用设计元素，所述通用设计元素指每一工序都包括的设计元素，所述专用设计元素指工序所对应的特有设计元素；通过对DL工艺图进行分析，以得到其所包含的工序类别及各工序之间的顺序，进而得到对应的通用设计元素及专用设计元素，并对其进行组合排布。

其中，所述逻辑规则包括模具设计时所采用的设计逻辑规则及数学逻辑规则，所述模具设计时所采用的设计逻辑规则包括材料选择规则、强度设计规则、最小设计原则，所述数学逻辑规则为模具设计时所采用的逻辑规则与数值之间的对应关系，所述逻辑规则被转换为逻辑表达式，所述逻辑表达式包括：真假函数、与或非函数、大于小于等于函数；所述数学模型包括若干拓扑数学模型f(x)，所述拓扑数学模型f(x)为三维模具中每一个零件的结构和特征参数间建立的相关联的拓扑数学坐标变换函数关系式，所述特征参数至少包括零件的位置、长、宽、高、打孔数、通孔直径、曲率、与其他零件的位置关系、干涉关系以及经由型面、轮廓几何对象衍生的各类逻辑表达式、数学关系式。

通过上述汽车覆盖件模具智能设计系统，设计人员不再需要一步步做三维零部件造型和投影二维工程图，只需通过人机对话界面，做一些简单的选定和输入，就可以快速的自动生成目标模具全部三维模型、二维工程图以及材料清单，大约整套模具设计只需一天时间。这项技术带来的不仅是设计速度的巨变，设计精准度、合理性也大大的提高。输出的模型、图纸、清单可以更快捷、无缝地传递到生产环节，是实现“数字工厂”，“智能制造”的最佳设计解决方案。

附图说明

图1是本发明所述的一种汽车覆盖件模具智能设计系统的较佳实施方式的方框图。

图2是图1中汽车覆盖件模具智能设计系统的工艺示意图。

图3是本发明所述的一种汽车覆盖件模具智能设计方法的较佳实施方式的流程图。

具体实施方式

为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体图示，进一步阐述本发明。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

请参考图1所示，其为本发明所述的一种汽车覆盖件模具智能设计系统的较佳实施方式的方框图。所述汽车覆盖件模具智能设计系统的较佳实施方式包括产品选择模块1、DL工艺图分析模块2、智能转换模块3、智能推算模块5、虚拟模型模块6、模具模型转换模块7、二维工程图转换模块8及模具零件明细表生成模块9。各模块的功能请同时参考图2所示，图2为图1中汽车覆盖件模具智能设计系统的工艺示意图。结合图1及图2可对本发明所述的汽车覆盖件模具智能设计系统的工作原理进行说明。

所述产品选择模块1用于用户通过人机界面输入产品种类信息。具体的，本发明中，所述产品选择模块1用于输入待设计模具的汽车覆盖件产品的分类信息。更为具体的，本发明所述的一种汽车覆盖件模具智能设计系统内设置有整个汽车的覆盖件爆炸图，用户可直接通过在爆炸图上选择对应的产品部件即可选择对应的产品种类信息。

不同的车型、不同的覆盖件产品、不同的冲压工艺以及不同的设计结构，其模具设计逻辑规则既有相同部分，也有不同部分。本发明中，对整个汽车的覆盖件按照产品、冲压工艺及设计结构进行分类细化，以总结正确的逻辑关系，进而组合建立合理的数学模型f(x)，实现设计系统的智能化。

本实施方式中，所述产品分类包括以下三个层面的分类：产品层面的分类、工艺层面的分类以及模具结构层面的分类。具体的，在产品层面的分类中，整个汽车覆盖件至少包括以类别：右前门外下板、右前门内板、右前地板、顶盖、右侧围、右后侧围内板、右后门外板、右后门内板、背门外板、背门内板、左后侧围内板、左后门内板、左后门外板、后地板、左前地板、左侧围、左前门内板、右翼子板、左前门外板、前围板、左翼子板、前罩内板、前罩外板。根据每一产品的形状可将上述产品分为以下类别(举例说明)：前门外板类、前门内板类、前地板类、顶盖类、侧围类、后侧围内板类、后门外板类、后门内板类、背门外板类、背门内板类、后地板类、翼子板类、前围板类、前罩内板类、前罩外板类。所述产品分类信息则包括上述产品类别。当然其他实施方式中亦可根据产品在车身上的位置、产品材料、冲压工艺、模具结构等进行分类。对于相似的零件，其逻辑规则组合也是相似的。

在工艺层面的分类中，针对汽车覆盖件，其工艺类别至少包括：落料工艺、切角工艺、拉延工艺、二次拉延工艺(或多次拉延工艺)、上成型工艺、下成型工艺、切边工艺、冲孔工艺、冲翻孔工艺、分断工艺、上翻边工艺、下翻边工艺、上整形工艺、下整形工艺、上翻孔工艺、下翻孔工艺、压印工艺、合边工艺、侧切边工艺、侧冲孔工艺、侧冲翻孔工艺、侧翻孔工艺、侧翻边工艺及侧整形工艺等。同时，每一类别的产品又对应包括不同的工艺数量。例如：一个车门内板的模具，通常是四套(即由四个组合工序完成产品的加工)，每次对应不同车型的车门内板，具体工艺上又会产生一定的变化。比如A车型车门内板，第二工序是切边+冲孔，而B车型车门内板，第二工序是切边+冲孔+侧切边。该工艺类别及工艺数量是根据模具设计规则来制定，亦可根据设计人员的经验来制定。

在模具结构层面的分类中，针对汽车覆盖件，其至少包括：导向结构、框架结构、工作结构、运动机构、压力源、标准部件、自定义部件，整车中，会因产品不同、工艺不同以及用户标准不同而产生不同变化。

总体上来说，不同的汽车覆盖件产品会对应不同的冲压工艺及工艺组合，而且对于产品的不同标准要求都会对模具最终的设计结构产生很大影响。本发明中，所述汽车覆盖件模具智能设计系统采用分类法，对不同要素引起的相同和不同部分进行元素化分类，同时将对应的设计逻辑元素化到极细的程度，以形成若干设计逻辑条目(即下文所述的逻辑规则)。

所述DL工艺图分析模块2对DL工艺图进行分析。本实施方式中，DL工艺图是对产品设计图进行冲压工艺设计及CAE分析而得到。所述DL工艺图中包含了产品的工艺类别，包括：拉延、切边、冲孔、翻边、整形等，该工艺类别为模具设计中的逻辑规则，在此不对其进行详细论述。所述DL工艺图分析模块2用于接收用户输入的DL工艺图，并对所接收的DL工艺图进行分析，以对DL工艺图的设计元素进行分析，以得到该DL工艺图的设计元素。本实施方式中，所述设计元素包括基本设计元素及衍生设计元素，所述基本设计元素至少包括零件的型面、轮廓线等。所述基本设计元素为显式，即可以通过用户直观辨识，当用户直观辨识得到基本设计元素后即可通过产品选择模块1输入汽车覆盖件模具智能设计系统。所述衍生设计元素至少包括：根据产品的型面及轮廓大小，定义需要拆分多少镶块；根据产品零件的尺寸大小，定义需要多少导向元件；根据产品的型面、轮廓大小和料厚，定义需要多大压料力，并定义需要多少压力元件。

同时，所述设计元素还包括通用设计元素和与工序对应的专用设计元素，其中每一工序均包括通用设计元素及专用设计元素，所述通用设计元素指每一工序都包括的设计元素。本发明中，所述通用设计元素可能是基础设计元素，也可能是衍生设计元素，比如前工序型面工艺中即只包括一个基础的通用设计元素，又比如导板的规格和定位工艺中即包括一个衍生设计元素组。

所述专用设计元素指工序所对应的特有设计元素。本发明中，所述专用设计元素可以包括基础设计元素，也可以包括衍生设计元素，比如切边线工艺中即包括一个基础专用元素。又比如切边工艺中即包括一个衍生设计元素组。

所述DL工艺图分析模块2用于对DL工艺图进行分析，以得到其所包含的工序类别及各工序之间的顺序，进而得到对应的通用设计元素及专用设计元素，并对其进行组合排布。本实施方式中，所述DL工艺图分析模块2通过逻辑规则及数学模型函数对DL工艺图进行运算以得到其设计元素，还通过用户手工输入基本设计元素。

所述DL工艺图分析模块2还用于对输入的DL工艺图及产品分类信息进行分析，以得到待设计模具的产品所对应的信息。本实施方式中，所述信息包括：产品分类信息、产品几何信息、工序类别及组合、生产参数信息(至少包括：自动生产线、手动生产线等)及生产设备参数。

举例如下：假设现在需要设计一套模具，对象零件为车顶盖，其工序为切边、冲孔及侧整形。当用户输入DL工艺图、产品类别及基本设计元素后，本发明所述的汽车覆盖件模具智能设计系统即调用汽车覆盖件通用规则组合、车顶盖专用规则组合、切边规则组合、冲孔规则组合及侧整形规则组合，且每个组合中又包含了若干所需生成的零部件组合规则。

所述智能转换模块3用于将由所述DL工艺图分析模块2分析得到的设计元素及产品信息进行分离分解，以将上述所有设计元素及产品信息全部变为相对独立。同时，所述智能转换模块3还用于将分解后的设计元素及产品信息进行数值化，即将每一个设计元素及每一个产品信息均转换为数值或字符串。

所述智能推算模块5包括逻辑规则单元50及数学模型单元51，用于结合逻辑规则及数学模型对分解后的数值化的设计元素及产品信息进行运算处理，以得到若干特征参数值。所述特征参数至少包括各零件的位置、长、宽、高、打孔数、通孔直径、曲率、与其他零件的位置关系、干涉关系等，还包括经由型面、轮廓等几何对象衍生的各类逻辑表达式及数学关系式。

具体的，所述逻辑规则单元50内存储有若干逻辑规则，本实施方式中，所述逻辑规则包括模具设计时所采用的逻辑规则及数学逻辑规则，所述模具设计时所采用的逻辑规则包括诸如材料选择规则、强度设计规则、最小设计原则等，所述数学逻辑规则为模具设计时所采用的逻辑规则与数值之间的对应关系。其中，所述逻辑规则被转换为逻辑表达式，所述逻辑表达式包括：真假函数、与或非函数、大于小于等于函数。逻辑表达式要结合一组组参数共同构建数学模型f(x)，再经程序编译调制，进行行为计算和参数计算，经过计算得出的行为和参数用于构建智能对象，虚拟模型(虚拟模型是由若干智能对象，以及计算得出的行为和参数共同构建而成)。

所述数学模型单元51内存储有若干数学模型，本实施方式中，所述数学模型包括若干拓扑数学模型f(x)，所述拓扑数学模型f(x)是依据各种汽车覆盖件生产标准、汽车覆盖件模具设计技术规范以及模具设计专家经验，总结、归纳的汽车覆盖件模具设计的逻辑规律而数字化得出。通过三维模具中各个零件的特征参数映射各个零件的拓扑关系(大小、形状、位置)，即在三维模具的每一个零件的结构和特征参数间建立相关联的拓扑数学坐标变换f(x)函数关系式，所述特征参数至少包括零件的位置、长、宽、高、打孔数、通孔直径、曲率、与其他零件的位置关系、干涉关系等，以及经由型面、轮廓等几何对象衍生的各类逻辑表达式、数学关系式。

所述虚拟模型模块6包括智能对象生成模组60、逻辑规则单元61及数学模型单元62，所述智能对象生成模组60包括逻辑规则单元63及数学模型单元65。所述逻辑规则单元63内存储有若干逻辑规则，本实施方式中，所述逻辑规则包括模具设计时所采用的逻辑规则及数学逻辑规则，所述模具设计时所采用的逻辑规则与数学逻辑规则与上面所描述的相同，在此不再赘述。

所述数学模型单元65内存储有若干数学模型，本实施方式中，所述数学模型包括若干拓扑数学模型f(x)，其具体形式与上面所描述的相同，在此不再赘述。

本实施方式中，所述智能对象生成模组60用于生成若干基础形状及零件。具体来说，所述智能对象生成模组60用于根据逻辑规则单元63内存储的若干逻辑规则及数学模型单元62内存储的若干数学模型生成若干基础形状及零件，还用于生成若干基础形状及零件之间的位置关系及干涉关系等。

所述模具模型转换模块7用于根据由所述智能推算模块5得到的若干参数值、由所述虚拟模型生成模块6所得到的若干基础形状、零件及该若干基础形状、零件之间的位置关系及干涉关系得到新的汽车覆盖件模具的三维设计图。

所述二维工程图转换模块8用于根据所得到的汽车覆盖件模具的三维设计图自动生成对应的二维模具装配件工程图。所述模具零件明细表生成模块9用于根据所得到的汽车覆盖件模具的三维设计图自动生成对应的模具零件配置清单，如此可避免人工记录零件配置清单和人工转换二维模具装配件工程图带来的耗时长、记录错误等问题，大大地降低了劳动强度，加快汽车覆盖件模具设计速度，提高汽车覆盖件模具设计质量。

本发明中，所述汽车覆盖件模具智能设计系统至少包括三种设计语言：拓扑数学模型f(x)、设计软件的开发计算机语言(本实施方式采用CATIA设计软件，对应的计算机语言为CAA)以及底层开发计算机语言(本实施方式采用C++语言)，其中，所述拓扑数学模型f(x)用于在三维模具的每一个零件的结构和特征参数间建立相关联的拓扑数学坐标变换函数关系式，所述底层开发计算机语言用于对已构建的数学模型f(x)进行编译以将其全部转换为程序语言，所述设计软件的开发计算机语言用于对设计软件进行二次开发以使得整个汽车覆盖件模具智能设计系统与设计软件无缝对接。所述汽车覆盖件模具智能设计系统通过建立数学模型f(x)函数关系集，并运用CATIA设计系统二次开发的CAA语言和计算机C++语言，对所建立的数学模型f(x)函数关系集进行计算机二次开发联接，得到所述汽车覆盖件模具智能设计系统。本实施方式中以CATIA设计软件为例进行说明，当然其他实施方式亦可采用其他的设计软件，比如UG/NX、SolidWorks等，只需要通过做对应的二次开发即可将本发明所述的汽车覆盖件模具智能设计系统与设计软件衔接起来。

具体来说，本发明中，根据模具设计的逻辑规则建立逻辑表达式和数学函数公式，以构建数学模型f(x)，之后利用底层开发计算机语言(C++)对已构建的数学模型f(x)进行编译，将其全部转换为程序语言，然后通过设计软件的开发计算机语言对设计软件进行二次开发，以使得整个汽车覆盖件模具智能设计系统与设计软件无缝对接。本发明中，利用设计软件的开发计算机语言对设计软件进行二次开发的目的是将模具设计系统的引擎部分所输出的结果通过设计软件转换为肉眼可见的三维模型、二维图纸及BOM表等。

所述汽车覆盖件模具智能设计系统首先根据生产要求选择产品的工序类别、工序数量、产品分类信息、生产参数信息及生产设备信息等，然后通过内建的逻辑规则及数学模型计算得到三维模具的一个或多个零件的特征参数，并对应改变所述f(x)函数关系集，即当任何一个零件结构和特征参数的坐标变化时，其他零件都会按照模具的逻辑关系通过数学模型计算，自动生成对应匹配的三维尺寸结构和特征，即任何一个特征参数发生变化都会引起触一发动全身的效果，然后再由改变后的f(x)函数关系集生成三维目标模具：即所欲求得的新的汽车覆盖件模具的三维设计图。

下面将通过一个简单的例子来描述f(x)函数关系集：假设某一模具的下模长度为a、中模长度为b、上模长度为c，则根据模具设计的逻辑规则建立下模长度a与中模长度b之间的函数关系f(x)、下模长度a与上模长度c之间的函数关系f(x)、中模长度b与下模长度c之间的函数关系f(x)，还可以建立下模上各零件的尺寸与下模、中模、上模的尺寸之间的函数关系f(x)、中模上各零件的尺寸与下模、中模、上模的尺寸之间的函数关系f(x)、上模上各零件的尺寸与下模、中模、上模的尺寸之间的函数关系f(x)、上模上各零件的表面曲率与下模、中模、上模的尺寸之间的函数关系f(x)等，如此，当整套模具中的某一个零件的尺寸或形状发生变化时，即会引起触一发动全身的效果，整套模具中的其他零件都会按照上述函数关系通过数学模型计算，自动生成对应匹配的三维尺寸结构和特征。另外，函数关系f(x)还可包括零件间的真假逻辑关系，比如当某一个零件的尺寸超过某一值时，模具上对应的将减少另一个零件。

通过本实施例所述的汽车覆盖件模具智能设计系统，设计人员不需要做任何三维零部件造型和投影二维工程图，只是通过人机对话界面，调整汽车覆盖件模具逻辑关系参数，就可以快速地自动生成模具的三维零部件造型和二维零部件工程图及零件材料清单，大约整套模具设计只需要1或2个小时左右，而且设计的精准度也大大的提高，这个技术的出现将会预示未来的模具设计是通过数学模型计算来完成整体模具设计智能化，而不是通过建立大型零部件数据库来组合模具，因为我们的整体模具设计理念和技术与现在模具设计状态有巨大的区别，特别是汽车覆盖件领域，该技术将预示未来几年内汽车覆盖件模具设计领域会发生巨大的变化。

总体来说，本发明所述的汽车覆盖件模具智能设计系统通过对输入的DL工艺图进行分析，以得知DL工艺图中所包含的产品类型信息、工艺信息及设计元素，并将得到的产品类型信息、工艺信息及设计元素结合f(x)函数关系集及逻辑规则进行运算，以得到若干数值化的参数，该若干数值化的参数被输入至诸如CATIA设计软件，以得到欲设计的汽车覆盖件模具的三维设计图，之后再根据得到的三维设计图得到二维模具装配件工程图及模具零件配置清单。

请继续参考图3所示，其为本发明所述的一种汽车覆盖件模具设计方法的较佳实施方式的流程图，所述汽车覆盖件模具设计方法的较佳实施方式包括：

步骤S1：输入待设计模具对应的汽车覆盖件产品的分类信息及设计元素。

步骤S2：对输入的DL工艺图进行分析，以对其进行设计元素分析并得到该DL工艺图的设计元素。

步骤S3：结合输入的产品分类信息及DL工艺图，以得到待设计模具的产品所对应的信息，所述信息至少包括：产品分类信息、产品几何信息、工序类别、工序数量、生产信息参数及生产设备信息。

步骤S4：对分析得到的设计元素及产品信息进行分离分解，以将上述所有设计元素及产品信息全部变为相对独立。

步骤S5：将分解后的设计元素及产品信息进行数值化，即将每一个设计元素及每一个产品信息均转换为数值和/或字符串。

步骤S6：结合逻辑规则及数学模型对分解后的数值化的设计元素及产品信息进行运算处理，以得到若干参数值。

步骤S7：结合逻辑规则及数学模型生成若干基础形状，并生成若干基础形状之间的位置关系及干涉关系。

步骤S8：根据得到的若干参数值、若干基础形状及该若干基础形状之间的位置关系及干涉关系得到新的汽车覆盖件模具的三维设计图。

步骤S9：根据所得到的汽车覆盖件模具的三维设计图自动生成对应的二维模具装配件工程图及模具零件配置清单。

以上仅为本发明的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构，直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理在本发明的专利保护范围之内。

Claims (9)

1.一种汽车覆盖件模具智能设计系统，包括：

产品选择模块，用于输入待设计模具的汽车覆盖件产品的产品种类信息；

DL工艺图分析模块，用于接收用户输入的DL工艺图，并对DL工艺图进行分析，以得到其所包含的工序类别及工序之间的顺序，进而得到对应的通用设计元素及专用设计元素，并对其进行组合排布，其中，所述通用设计元素指每一工序都包括的设计元素，所述专用设计元素指工序所对应的特有设计元素；所述DL工艺图分析模块还用于对输入的DL工艺图及产品分类信息进行分析，以得到待设计模具的产品所对应的信息，所述信息包括：产品分类信息、产品几何信息、工序类别及组合、生产参数信息及生产设备参数；

智能转换模块，用于将设计元素及产品信息进行分离分解，以将上述所有设计元素及产品信息全部变为相对独立，并将分解后的设计元素及产品信息进行数值化，以将每一个设计元素及每一个产品信息均转换为数值或字符串；

智能推算模块，包括逻辑规则单元及数学模型单元，用于结合逻辑规则及数学模型对分解后的数值化的设计元素及产品信息进行运算处理，以得到若干特征参数值，所述特征参数值至少包括各产品的位置、长、宽、高、打孔数、通孔直径、曲率、与其他产品的位置关系、干涉关系以及经由型面、轮廓几何对象衍生的各类逻辑表达式及数学关系式；

虚拟模型模块，包括智能对象生成模组、逻辑规则单元及数学模型单元，所述智能对象生成模组包括逻辑规则单元及数学模型单元，所述逻辑规则单元内存储有若干逻辑规则，所述数学模型单元内存储有若干数学模型，所述智能对象生成模组用于根据逻辑规则单元内存储的若干逻辑规则及数学模型单元内存储的若干数学模型生成若干基础形状及零件，还用于生成若干基础形状及零件之间的位置关系及干涉关系；

模具模型转换模块，用于根据由所述智能推算模块得到的若干参数值、由所述虚拟模型生成模块所得到的若干基础形状、零件及该若干基础形状、零件之间的位置关系及干涉关系得到待设计模具的汽车覆盖件的模具的三维设计图；

二维工程图转换模块，用于根据所得到的汽车覆盖件模具的三维设计图生成对应的二维模具装配件工程图；以及

模具零件明细表生成模块，用于根据所得到的汽车覆盖件模具的三维设计图生成对应的模具零件配置清单。

2.如权利要求1所述的汽车覆盖件模具智能设计系统，其特征在于：所述汽车覆盖件产品的产品种类信息包括以下三个层面的分类：产品层面的分类、工艺层面的分类以及模具结构层面的分类；其中所述产品层面的分类至少包括以下类别：前门外板类、前门内板类、前地板类、顶盖类、侧围类、后侧围内板类、后门外板类、后门内板类、背门外板类、背门内板类、后地板类、翼子板类、前围板类、前罩内板类、前罩外板类；所述工艺层面的分类至少包括以下类别：落料工艺、切角工艺、拉延工艺、多次拉延工艺、上成型工艺、下成型工艺、切边工艺、冲孔工艺、冲翻孔工艺、分断工艺、上翻边工艺、下翻边工艺、上整形工艺、下整形工艺、上翻孔工艺、下翻孔工艺、压印工艺、合边工艺、侧切边工艺、侧冲孔工艺、侧冲翻孔工艺、侧翻孔工艺、侧翻边工艺及侧整形工艺；所述模具结构层面的分类至少包括以下类别：导向结构、框架结构、工作结构、运动机构、压力源；所述产品分类信息则包括上述产品类别。

3.如权利要求1所述的汽车覆盖件模具智能设计系统，其特征在于：所述设计元素包括基本设计元素及衍生设计元素，所述基本设计元素至少包括零件的型面、轮廓线，所述衍生设计元素至少包括：根据产品的型面及轮廓大小，定义需要拆分多少镶块；根据产品零件的尺寸大小，定义需要多少导向元件；根据产品的型面、轮廓大小和料厚，定义需要多大压料力，并定义需要多少压力元件。

4.如权利要求1所述的汽车覆盖件模具智能设计系统，其特征在于：所述逻辑规则单元内存储有若干逻辑规则，所述逻辑规则包括模具设计时所采用的设计逻辑规则及数学逻辑规则，所述模具设计时所采用的设计逻辑规则包括材料选择规则、强度设计规则、最小设计原则，所述数学逻辑规则为模具设计时所采用的逻辑规则与数值之间的对应关系，所述逻辑规则被转换为逻辑表达式，所述逻辑表达式包括：真假函数、与或非函数、大于小于等于函数。

5.如权利要求1所述的汽车覆盖件模具智能设计系统，其特征在于：所述数学模型单元内存储有若干数学模型，所述数学模型包括若干拓扑数学模型f(x)，所述拓扑数学模型f(x)为三维模具中每一个零件的结构和特征参数间建立的相关联的拓扑数学坐标变换函数关系式，所述特征参数至少包括零件的位置、长、宽、高、打孔数、通孔直径、曲率、与其他零件的位置关系、干涉关系以及经由型面、轮廓几何对象衍生的各类逻辑表达式、数学关系式。

6.一种汽车覆盖件模具智能设计方法，包括：

输入待设计模具对应的汽车覆盖件产品的分类信息及设计元素；

对输入的DL工艺图进行分析，以对其进行设计元素分析并得到该DL工艺图的设计元素；

结合输入的产品分类信息及DL工艺图，以得到待设计模具的产品所对应的信息，所述信息至少包括：产品分类信息、产品几何信息、工序类别、工序数量、生产信息参数及生产设备信息；

对分析得到的设计元素及产品信息进行分离分解，以将上述所有设计元素及产品信息全部变为相对独立；

将分解后的设计元素及产品信息进行数值化，即将每一个设计元素及每一个产品信息均转换为数值和/或字符串；

结合逻辑规则及数学模型对分解后的数值化的设计元素及产品信息进行运算处理，以得到若干特征参数值，所述特征参数值至少包括各产品的位置、长、宽、高、打孔数、通孔直径、曲率、与其他产品的位置关系、干涉关系以及经由型面、轮廓几何对象衍生的各类逻辑表达式及数学关系式；

结合逻辑规则及数学模型生成若干基础形状及零件，并生成若干基础形状及零件之间的位置关系及干涉关系；

根据得到的若干参数值、若干基础形状、零件及该若干基础形状与零件之间的位置关系及干涉关系得到待设计模具的汽车覆盖件的模具的三维设计图；以及

根据所得到的汽车覆盖件的模具的三维设计图生成对应的二维模具装配件工程图及模具零件配置清单。

7.如权利要求6述的汽车覆盖件模具智能设计方法，其特征在于：所述汽车覆盖件产品的产品种类信息包括以下三个层面的分类：产品层面的分类、工艺层面的分类以及模具结构层面的分类；其中所述产品层面的分类至少包括以下类别：前门外板类、前门内板类、前地板类、顶盖类、侧围类、后侧围内板类、后门外板类、后门内板类、背门外板类、背门内板类、后地板类、翼子板类、前围板类、前罩内板类、前罩外板类；所述工艺层面的分类至少包括以下类别：落料工艺、切角工艺、拉延工艺、多次拉延工艺、上成型工艺、下成型工艺、切边工艺、冲孔工艺、冲翻孔工艺、分断工艺、上翻边工艺、下翻边工艺、上整形工艺、下整形工艺、上翻孔工艺、下翻孔工艺、压印工艺、合边工艺、侧切边工艺、侧冲孔工艺、侧冲翻孔工艺、侧翻孔工艺、侧翻边工艺及侧整形工艺；所述模具结构层面的分类至少包括以下类别：导向结构、框架结构、工作结构、运动机构、压力源；所述产品分类信息则包括上述产品类别。

8.如权利要求6所述的汽车覆盖件模具智能设计方法，其特征在于：所述设计元素包括基本设计元素及衍生设计元素，所述基本设计元素至少包括零件的型面、轮廓线，所述衍生设计元素至少包括：根据产品的型面及轮廓大小，定义需要拆分多少镶块；根据产品零件的尺寸大小，定义需要多少导向元件；根据产品的型面、轮廓大小和料厚，定义需要多大压料力，并定义需要多少压力元件；所述设计元素还包括通用设计元素和与工序对应的专用设计元素，其中每一工序均包括通用设计元素及专用设计元素，所述通用设计元素指每一工序都包括的设计元素，所述专用设计元素指工序所对应的特有设计元素；通过对DL工艺图进行分析，以得到其所包含的工序类别及各工序之间的顺序，进而得到对应的通用设计元素及专用设计元素，并对其进行组合排布。

9.如权利要求6所述的汽车覆盖件模具智能设计方法，其特征在于：所述逻辑规则包括模具设计时所采用的设计逻辑规则及数学逻辑规则，所述模具设计时所采用的设计逻辑规则包括材料选择规则、强度设计规则、最小设计原则，所述数学逻辑规则为模具设计时所采用的逻辑规则与数值之间的对应关系，所述逻辑规则被转换为逻辑表达式，所述逻辑表达式包括：真假函数、与或非函数、大于小于等于函数；所述数学模型包括若干拓扑数学模型f(x)，所述拓扑数学模型f(x)为三维模具中每一个零件的结构和特征参数间建立的相关联的拓扑数学坐标变换函数关系式，所述特征参数至少包括零件的位置、长、宽、高、打孔数、通孔直径、曲率、与其他零件的位置关系、干涉关系以及经由型面、轮廓几何对象衍生的各类逻辑表达式、数学关系式。