CN109344497A - 一种模具基础本体的设计实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种模具基础本体的设计实现方法，包括：A、输入图形元素、相关参数；B、根据所述输入的参数选择对应的主体框架；C、对输入的原始图形及参数进行特征提取，将可能涉及到的所有图形或元素分类输出到图形集中，得到符合主体计算规则的图形集；D、计算得到主体各Part部分实例所需的替代元素集合和计算得到主体尺寸、位置初始值的参数集的步骤；E、根据前述步骤得到实例化主体所需的参数、特征、图形的参数集；F、对所述主体进行实例化处理，得到主体初始框架及其相关特征、树状图、装配节点、零件内部节点；G、对初始主体框架进行修饰处理，最终输出可视化的完整主体框架及其相关特征、树状图、装配节点、零件内部节点。
Description
技术领域
本发明涉及智能模具设计与制造技术，尤其涉及一种模具基础本体的设计实现方法。
背景技术
模具基础本体又称模具主体。现有的模具主体设计，一般是由设计人员通过人工提取输入元素，进行大量的形、位计算来建立基础数模，同时与其他零部件进行循环试错修改处理，再由人工搭建结构框架，直到基本符合模具设计的逻辑性、相关性与合理性。但是设计过程工作重复性高、效率低、相互反馈性差，而且结果还不一定占优。
目前最先进的模具设计技术，也只是针对某些知识点做一些散碎的参数化模型，对于输入的随机性，以及因此所带来的环境(相对某个部件而言)的复杂性，也只能通过人工判定、人工循环试错来得到最终的结果。因此目前尚未有针对主体框架进行自动参数化替代设计，并通过工序信息自动选择需要参数化替代的主体结构框架，通过自动识别设计元素来进行衍生计算与替代元素、主体尺寸、位置等参数计算以及实例交互计算的解决方案。
发明内容
有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种模具基础本体的设计实现方法，通过将输入的原始设计元素代入到各模块的数学模型中，通过主体框架选择，特征提取与衍生、主体尺寸与位置参数计算等一系列过程，实现从原始设计元素—衍生设计元素—主体及其各Part部分所需的参数集、图形集等的变化；再通过与三维设计软件的接口，进行数据交互，最终在设计软件中生成可见的模具主体和零部件三维模型。
为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：
一种模具基础本体的设计实现方法，包括如下步骤：
A、输入图形元素、相关参数；
B、根据所述输入的参数选择对应的主体框架；
C、对输入的原始图形及参数进行特征提取，将可能涉及到的所有图形或元素分类输出到图形集中，得到符合主体计算规则的图形集；
D、计算得到主体各Part部分实例所需的替代元素集合和计算得到主体尺寸、位置初始值的参数集的步骤；
E、根据前述步骤得到实例化主体所需的参数、特征、图形的参数集；
F、对所述主体进行实例化处理，得到主体初始框架及其相关特征、树状图、装配节点、零件内部节点；
G、对初始主体框架进行修饰处理，最终输出可视化的完整主体框架及其相关特征、树状图、装配节点、零件内部节点。
其中：步骤A所述图形元素、相关参数，包括：工序信息、工作型面、分模线、坯料线、压料器分割曲线和凸模分割曲线。
步骤B所述输入的参数选择对应的主体框架，具体为：根据工序信息选择对应的主体框架，包括：拉延类框架、切冲类框架或/和翻边整形类框架。
步骤C包括：根据主体设计规则的相关性，空间结构的一般性以及不同框架主体的特殊性，对输入的原始图形及参数进行特征提取，经规则计算与衍生，将可能涉及到的所有图形或元素，分类输出到图形集中。
步骤D所述计算得到主体各Part部分实例所需的替代元素集合，具体为：按主体框架各Part部分实例所需的替代元素计算，得到各主体Part部分实例所需的替代元素集合；所述计算得到主体尺寸、位置初始值的参数集，具体为：将集合中的坯料线衍生线、分割曲线衍生线的几何特征、参数，代入根据主体设计规则、特点建立的系列数学模型中，进行主体长L、宽W、高H的尺寸初始值以及位置信息(X、Y、Z)初始值的计算并输出到参数集中。
步骤F具体包括：根据之前输出的参数、特征、图形的参数集，驱动设计软件生成可视化的主体，所述主体包含相关实体、属性；或/和根据实例化后的主体初始框架及其内部参数、属性、节点，待相关的其他零部件实例化后与之进行布尔运算、升降级、特征转移，节点转移的操作。
所述步骤E之前进一步包括：
步骤H：对外部标件进行实例化；
步骤I：通过对外部标件形、位计算得出可能更新主体尺寸、位置初始值的参数集；
步骤J：根据所述参数集进行实例前交互，得到主体尺寸、位置修正集，然后返回执行步骤E。
所述步骤G之前进一步包括：
步骤H：对外部标件进行实例化；
步骤K：对主体初始框架进行加工、布尔运算处理的修饰特征，然后返回执行步骤G。
所述外部标件为外部实例化所需的其他标件，包括镶块和弹性元件。
本发明的模具基础本体的设计实现方法，具有如下有益效果：
1)采用本发明的设计实现方法，相较于人工设计方式，大量消除了设计人员的重复劳动，提高设计效率。可以更快地验证产品(及产品工艺)设计的正确性。
2)采用本发明的设计实现方法，相较于传统的设计方式，通过输入元素的改变牵一发而动全身，只需代入替换、计算、更新即可，无需另起炉灶，费时费力。
3)本发明的模具基础本体的设计实现方法，还具备自学习和升级的能力，不再需要人工试错，在提高了设计效率和合理性的同时，系统将以极快的速度和效率进行学习和知识积累，可以更快更好地输出设计结果。
附图说明
图1为本发明实施例的模具基础本体的设计实现方法的流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图及本发明的实施例对本发明的方法作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例的模具基础本体的设计实现方法的流程示意图。如图1所示，该模具基础本体的设计实现方法，主要包括如下步骤：
步骤101：输入图形元素、相关参数。
这里，所述的图形元素、相关参数，包括：工序信息(WPName)、工作型面(SW)、分模线(CPO)、坯料线(LO)、压料器分割曲线(CSUPAD)和凸模分割曲线(CSLPAD)等。
步骤102：根据所述输入的参数选择对应的主体框架。
具体过程为：根据工序信息选择对应的主体框架MoldBase_Type，F(MoldBase_Type)＝f(WPName)，例如拉延类框架、切冲类框架或/和翻边整形类框架等。
步骤103：对输入的原始图形及参数进行特征提取，将可能涉及到的所有图形或元素分类输出到图形集中，得到符合主体计算规则的图形集。
具体过程为：根据主体设计规则的相关性，空间结构的一般性以及不同框架主体的特殊性等，对输入的原始图形及参数进行特征提取，经规则计算与衍生，将可能涉及到的所有图形或元素，分类输出到图形集中。例如：定义了方向的工作型面衍生面(SW_D)、F(SW_D)＝f(SW)；分模线衍生线(CPO_D)、F(CPO_D)＝f(CPO)；坯料线衍生线(LO_D)、F(LO_D)＝f(LO)；上压料器分割曲线衍生线(CSUP_D)、F(CSUP_D)＝f(CSUP)；下凸模分割曲线衍生线(CSLP_D)、F(CSLP_D)＝f(CSLP)；工作型面上下两组偏置面(SWUO_1、SWUO_2、SWLO_1、SWLO_2)：F(SWUO_1)＝f(SW)、F(SWUO_2)＝f(SW)、F(SWLO_1)＝f(SW)、F(SWLO_2)＝f(SW)。
步骤104：计算得到主体各Part部分实例所需的替代元素集合和计算得到主体尺寸、位置初始值的参数集的步骤。具体包括：
步骤1041：按主体框架各Part部分实例所需的替代元素计算，得到各主体Part部分实例所需的替代元素集合。
具体实施例如下：将步骤103的输出按主体各Part所需的不同输入元素对应代入到针对各个Part建立的数学模型中计算、传递，得到主体各Part实例所需的替代元素集合；主体模板各Part对应所需的输入元素集合，如：压料器(Pad)，分为：上压料器分割曲线衍生线(CSUP_D)、工作型面衍生面(SW_D)和工作型面上偏置面(SWUO_1、SWUO_2)。
步骤1042：将步骤103所述集合中的坯料线衍生线、分割曲线衍生线等几何特征、参数等，代入根据主体设计规则、特点建立的系列数学模型中，进行主体长(L)、宽(W)、高(H)等尺寸初始值以及位置信息(X、Y、Z)初始值的计算并输出到集中。例如：
F(L)＝f(LO_D)/F(L)＝f(CSUP_D、CSLP_D)；
F(W)＝f(LO_D)/F(W)＝f(CSUP_D、CSLP_D)；
F(H)＝f(CPO_D、SW_D)/F(H)＝f(CSUP_D、CSLP_D)。
F(X)＝f(LO_D)/F(X)＝f(CSUP_D、CSLP_D)；
F(Y)＝f(LO_D)/F(Y)＝f(CSUP_D、CSLP_D)；
F(Z+)＝f(CPO_D、SW_D)/F(Z+)＝f(CSUP_D)；
F(Z-)＝f(CPO_D、SW_D)/F(Z-)＝f(CSLP_D)。
所述主体尺寸、位置初始值的参数集包括：主体长度尺寸(L)、宽度尺寸(W)，上下模高度尺寸(H)以及主体在空间中的X坐标参数、Y坐标参数以及上、下模座(Z+、Z-)坐标参数等。
步骤105：根据前述步骤得到实例化主体所需的参数、特征、图形等参数集。
步骤106：对所述主体进行实例化处理，得到主体初始框架及其相关特征、树状图、装配节点、零件内部节点。
这里，主体虚拟模型按上级输出进行计算，给替代特征、参数特征等赋值。这些特征按模具设计逻辑及空间形、为组成主体空间结构。
具体过程包括：根据之前输出的参数、特征、图形等参数集，驱动设计软件生成可视化的主体，所述主体包含相关实体、属性等。实例化后的主体初始框架及其内部参数、属性、节点等，待相关的其他零部件实例化后与之进行布尔运算、升降级、特征转移，节点转移等操作。
步骤107：对初始主体框架进行修饰处理，最终输出可视化的完整主体框架及其相关特征、树状图、装配节点、零件内部节点。
较佳地，还同时可以包括：
步骤108：对外部标件进行实例化，然后执行步骤109或/和步骤111。所述外部标件，是指外部实例化所需的其他标件，如镶块、弹性元件等。
步骤109：通过对外部标件形、位计算得出可能更新主体尺寸、位置初始值的参数集。
具体为：根据模具整体设计的合理性，空间布局的协调性等，实例化外部标件时可能需要更新主体尺寸、位置初始值。
步骤110：根据上述参数集进行实例前交互，得到主体尺寸、位置修正集，然后返回执行步骤105。
具体为：外部标件计算主体尺寸＞主体尺寸初始值，更新主体实例化尺寸参数,否则不更新；
外部标件计算主体位置值≠主体位置初始值，更新主体实例化位置参数，否则不更新。
步骤111：对主体初始框架进行加工、布尔运算等处理的修饰特征，然后返回执行步骤107。
本发明实施例的模具基础本体的设计实现方法，具有如下特点：
1)不需要人工去识别和设计计算，设计功能模块会根据不同的输入，经过一系列数学模型的计算，自动选择需要实例的主体框架，并确定其尺寸、位置等。能适应设计原始输入的随机性，各步骤算法适应性强，特征方向衍生计算以及主体尺寸、位置计算有较强的普适性。如提取出来的未确定方向的工作型面衍生出与绝对轴系Z轴正方向一致的衍生型面，是在一定数学模型下经过大量运算得到的，而这种计算(以及基于这种计算的衍生)是适用于模具设计中的绝大部分场景的。
2)预置了主体结构框架的叶节点与实例交互的实体节点，空间中并不是只有模具主体，同时还有很多其他依附于主体的其他零部件(如镶块、弹性元件等)，此类零部件进行实例化进入主体结构框架时能够根据指定逻辑属性装配到正确的主体框架叶节点之中，其修饰特征也能按照预置属性与主体各Part部分进行实例后交互计算。
3)能够自动的与其他零部件进行实例交互计算，对设计环境的逻辑性、相关性、合理性以及复杂性适应能力较强，减少循环试错修改之类的重复性工作。空间中其他零部件实例化计算时可能需要更新主体尺寸、位置等参数的初始计算值。这时要通过一系列计算判断，得到哪些零部件之间与主体或者相互之间有逻辑或形位上的关联(或冲突)，因为其他零部件也是随输入变化而变化的，对算法本身而言也就是随机的，所以计算、检索、判断的方法都有普适性。单一数学模型的适应性都是有限的，底层系统在实例前进行交互得出某一步的输出结果，其实是若干数学模型综合计算的结果。
4)输出的主体框架尺寸与位置的合理性，实例交互的逻辑关联性，可随着对数学模型的监督，修正提高。随着系统所知的样本增多，通过学习过程，系统输出的适应性和合理性会不断提高。可以不断解决系统的不适应问题，知识积累更为容易。
以上所述，仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种模具基础本体的设计实现方法，其特征在于，包括如下步骤：
A、输入图形元素、相关参数；
B、根据所述输入的参数选择对应的主体框架；
C、对输入的原始图形及参数进行特征提取，将可能涉及到的所有图形或元素分类输出到图形集中，得到符合主体计算规则的图形集；
D、计算得到主体各Part部分实例所需的替代元素集合和计算得到主体尺寸、位置初始值的参数集的步骤；
E、根据前述步骤得到实例化主体所需的参数、特征、图形的参数集；
F、对所述主体进行实例化处理，得到主体初始框架及其相关特征、树状图、装配节点、零件内部节点；
G、对初始主体框架进行修饰处理，最终输出可视化的完整主体框架及其相关特征、树状图、装配节点、零件内部节点。
2.根据权利要求1所述模具基础本体的设计实现方法，其特征在于，步骤A所述图形元素、相关参数，包括：工序信息、工作型面、分模线、坯料线、压料器分割曲线和凸模分割曲线。
3.根据权利要求1所述模具基础本体的设计实现方法，其特征在于，步骤B所述输入的参数选择对应的主体框架，具体为：根据工序信息选择对应的主体框架，包括：拉延类框架、切冲类框架或/和翻边整形类框架。
4.根据权利要求1所述模具基础本体的设计实现方法，其特征在于，步骤C包括：根据主体设计规则的相关性，空间结构的一般性以及不同框架主体的特殊性，对输入的原始图形及参数进行特征提取，经规则计算与衍生，将可能涉及到的所有图形或元素，分类输出到图形集中。
5.根据权利要求1所述模具基础本体的设计实现方法，其特征在于，步骤D所述计算得到主体各Part部分实例所需的替代元素集合，具体为：按主体框架各Part部分实例所需的替代元素计算，得到各主体Part部分实例所需的替代元素集合；
所述计算得到主体尺寸、位置初始值的参数集，具体为：将集合中的坯料线衍生线、分割曲线衍生线的几何特征、参数，代入根据主体设计规则、特点建立的系列数学模型中，进行主体长L、宽W、高H的尺寸初始值以及位置信息(X、Y、Z)初始值的计算并输出到参数集中。
6.根据权利要求1所述模具基础本体的设计实现方法，其特征在于，步骤F具体包括：根据之前输出的参数、特征、图形的参数集，驱动设计软件生成可视化的主体，所述主体包含相关实体、属性；或/和根据实例化后的主体初始框架及其内部参数、属性、节点，待相关的其他零部件实例化后与之进行布尔运算、升降级、特征转移，节点转移的操作。
7.根据权利要求1所述模具基础本体的设计实现方法，其特征在于，所述步骤E之前进一步包括：
步骤H：对外部标件进行实例化；
步骤I：通过对外部标件形、位计算得出可能更新主体尺寸、位置初始值的参数集；
步骤J：根据所述参数集进行实例前交互，得到主体尺寸、位置修正集，然后返回执行步骤E。
8.权利要求1所述模具基础本体的设计实现方法，其特征在于，所述步骤G之前进一步包括：
步骤H：对外部标件进行实例化；
步骤K：对主体初始框架进行加工、布尔运算处理的修饰特征，然后返回执行步骤G。
9.根据权利要求7或8所述模具基础本体的设计实现方法，其特征在于，所述外部标件为外部实例化所需的其他标件，包括镶块和弹性元件。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| CB02 | Change of applicant information |
Address after: 400013 Room 1, 37th Floor, Huarun Building, 49 Xiejiawan Street, Jiulongpo District, Chongqing Applicant after: Chongqing Chuangsu Industrial Technology Research Institute Co., Ltd. Address before: 400050 No. 1, 37th Floor, Huarun Building, Zhengjie Street, Xiejiawan District, Jiulongpo District, Chongqing Applicant before: Chongqing Speed Industrial Co., Ltd. |
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| CB02 | Change of applicant information | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200116 Address after: 610037 no.36-4, Jinqing Road, Jinniu District, Chengdu, Sichuan Province Patentee after: Chengdu digital analog code technology Co., Ltd Address before: 400013 Room 1, 37th Floor, Huarun Building, 49 Xiejiawan Street, Jiulongpo District, Chongqing Patentee before: Chongqing Chuangsu Industrial Technology Research Institute Co., Ltd. |
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| TR01 | Transfer of patent right |