art06

BAZE DE CUNOTINE N PROIECTAREA I MANUFACTURAREA MATRIELOR COMPLEXE

mat. Electra Mitan mat. Gabriel Corban [email protected] [email protected]

Institutul Naional de Cercetare-Dezvoltare n Informatic, ICI Bucureti

Rezumat: Articolul prezint rolul jucat de bazele de cunotine n construirea sistemelor hibride CAD / CAM - AI. Cu referire numai la obinerea matrielor complexe, se descrie pe scurt un prototip inovativ format din produsul de folosin general CATIA i o baz de cunotine gestionat cu generatorul de sisteme expert CLIPS.

Cuvinte cheie: Proiectarea i realizarea matrielor, Taxonomia matrielor, Proiectare asistat de calculator (CAD), Fabricaie asistat de calculator (CAM), Sisteme expert, Baze de cunotine.

Abstract: The paper presents the Knowledge Basis role in CAD / CAM - AI hibrid systems building. Refering only Complex Moulds Design and Manufacturing, an inovative prototype consisting of CATIA, the leading product development solution for all manufacturing organizations and a knowledge base managed with the expert system shell CLIPS is described.

Keywords: Moulds Design and Manufacturing, Moulds Taxonomy, Computer Aided Design (CAD), Computer Aided Manufacturing (CAM), Expert Systems, Knowledge Base.

1. Introducere

Tranziia economiei romneti ctre economia de pia poate fi marcat prin restructurarea tehnologic i managerial a ntreprinderilor productoare, implementarea unei gndiri tehnice bine structurate i orientate ctre eficiena maxim a procesului de producie. Atingerea acestui obiectiv este posibil prin abordarea sistemic a procesului tehnologic cu toate elementele sale constitutive care au legturi funcionale bine precizate precum i organizarea acestora, cu un scop clar definit rentabilizarea activitii productive din domeniul industrial.

La nivelul unei ntreprinderi, fabricaia inteligent contribuie la crearea de produse care satisfac cele mai ridicate pretenii ale clienilor, avnd o calitate deosebit i preul cel mai sczut, ceea ce contribuie la suprasolicitarea mainilor unelte i a celorlalte echipamente tehnologice. Aceasta presupune, de asemenea, minimizarea efortul fizic i intelectual al operatorului uman i constituie un obiectiv strategic ale economiei de pia. Astfel, n domeniul construciilor de maini unelte se impun schimbri semnificative. Nu trebuie totui minimalizat rolul important al tehnologului care intervine n: proiectarea i stabilirea ordinii operaiilor, programarea mainilor unelte, corecia erorilor de scul, variaia caracteristicilor de achiere ale sculei i ale materialului semifabricatului etc. Acesta judec i pondereaz alegerea coreciilor, alege, msoar i reevalueaz sculele, dispozitivele i ali parametri ai procesului productiv. Aici intervin anii de nvare teoretic i practic.

Cu toate acestea, innd seama de faptul c inginerul tehnolog este limitat cel puin ca factor uman n ceea ce privete posibilitatea memorrii volumelor de date specifice domeniului, fr a mai lua n calcul eventualitatea combinrii lor n vederea obinerii unor soluii noi, s-a impus utilizarea ca soluie inovativ, a unui sistem expert, bazat pe cunotine tehnologice.

Aceast inovaie aplicat procesului de proiectare - execuie matrie complexe, crete n acelai timp att productivitatea ct i calitatea produselor finite, ceea ce duce la scderea preului acestor matrie, pre care se tie, are valori foarte mari, n prezent. Putem deci concluziona c mainile unelte pot deveni mai inteligente cu ajutorul sistemelor expert [1].

Revista Romn de Informatic i Automatic, vol. 20, nr. 1, 2010 75

Strategia oricrei ntreprinderii const n a oferi clienilor o soluie complet care nlnuie activitile astfel: proiectare produs - proiectare matri - matri prototip - matri serie - producie de serie

Proiectarea unei matrie nu este o activitate foarte spectaculoas ns reprezint un pas esenial att n fabricaia unor componente din material plastic prin injecie, ct i pentru realizarea de altfel de produse, cum ar fi carcase ergonomice de telefoane mobile, plane de bord necesare industriei constructoare de automobile sau jucrii pentru copii. Dac, pn de curnd, reeta succesului n afaceri era lansarea pe pia a unui produs de calitate superioar, avnd costuri de producie i un timp de fabricaie mai mici dect ale concurenei, n zilele noastre s-a dovedit c aceasta nu mai este de ajuns. Acum accentul se pune pe inovare, pe varietate astfel ca productorii s lanseze produse noi care s penetreze uor piaa. Aceast presiune din pia se rsfrnge n ntregul lan de producie, ajungnd pn la furnizorii de matrie i componente pentru acestea.

Astfel proiectanii de matrie sunt i ei n faa unei adevrate provocri. Proiectarea, elaborarea documentaiilor tehnice i realizarea matrielor au evoluat de la planet la sisteme CAD 2D/3D. Complexitatea crescnd a formei produselor a impus modelri ct mai complexe ca soluii eficiente n etapa de proiectare a prilor active ale matriei. n vederea realizrii unei proiectri ct mai eficiente, s-a ajuns la situaia mbinrii unui model 3D pentru prile active cu reprezentri 2D, dezvoltate fr legtur cu precedenta. Astzi sunt disponibile numeroase instrumente informatice avansate de CAD/CAM AUTOCAD [2], CATIA [3], Pro|Engineer, Ansys, Magmasft, Windchill, Bentley, Mathcad, CGTech Vericut, Arbortext, Stheno|Pro, Moldtex3D, NCG CAM.

Principalele relaii de echivalen existente n mulimea matrielor au stat la baza elaborrii taxonomiei acestora. Dup tipul operaiilor folosite la obinerea matrielor, s-a realizat o detaliere a clasificrii lor i anume: matrie executate prin operaii de formare, matrie executate prin operaii de achiere (gurire, strunjire, frezare, rabotare / mortezare, operaiuni combinate) i matrie executate prin operaiuni de electroeroziune.

Desigur c o abordare general este folosirea produselor de uz general de tip CAD/CAM n tandem cu produsele de data mining i produsele bazate pe prelucrarea cunotinelor. Astfel, datele culese pe parcursul unei perioade de timp sunt prelucrate i, pe baza lor, se constituie un model care poate fi aplicat n cazurile noi de acelai fel cu cele deja cunoscute. Aceasta presupune acumularea unui volum de date imens de-a lungul anilor. Astfel, prin creterea capacitii de memorare i prelucrare a calculatoarelor s-au putut trata corelativ volumele mari de date.

2. Taxonomia matrielor

Matria este acea form de turnat tridimensional care constituie negativul - suprafaa complementar a formei care trebuie realizat. Realizarea efectiv a formei pozitive se poate face fie prin turnare / injectare de materiale fluidizate prin topire sau prin presare / deformare plastic a unor materiale maleabilizate / ductilizate prin nclzire care ulterior capt forma pozitiv cutat tocmai datorit geometriei perfecte a negativului matri. Operaia poart numele de matriare. Semifabricatele sunt acele entiti care vor fi prelucrate simplu sau complex cu ajutorul unei matrie.

Taxonomia matrielor ne ajut sa avem o imagine clar n privina diversitii acestora. Clasele n care sunt mpite independent matriele, n numr de apte, sunt date de: a) materialul din care sunt realizate, b) principiul constructiv, c) tipul operaiilor tehnologice folosite pemtru realizarea lor, d) temperatura de prelucrare a semifabricatului, e) modul de deformare a semifabricatului, f) viteza de matriare, g) specificul tehnologiilor de prelucrare a semifabricatelor.

Dac ne referim la materialul din care sunt fcute matriele, se cunosc urmtoarele clase: matrie obinute din diferite aliaje ale fierului prelucrate prin achiere pe maini unelte cu


comand numeric; matrie obinute din alte metale prin tehnica de fabricare rapid prin pulverizare de metal topit numit metal spraying; matrie din cauciuc siliconic; matrie din materiale plastice speciale; matrie din materiale compozite [4, 5].

n funcie de principiul lor constructiv, matriele sunt: cu o singur cavitate; cu mai multe caviti.

n funcie de tehnologiile specifice folosite la realizarea lor, se cunosc urmtoarele clase: matrie executate prin operaiuni de formare; matrie executate prin operaiuni de achiere (gurire, strunjire, frezare, rabotare / mortezare, operaiuni combinate); matrie executate prin operaiuni de electroeroziune.

n funcie de temperatura de prelucrare a semifabricatului pe matri, se cunosc urmtoarele clase: matrie cu prelucrare la rece (turnare, deformare plastic); matrie cu prelucrare la cald (pe ciocane cu sabot i fr sabot, prese, alte tehnologii).

n funcie de modul de deformare a semifabricatului pe matri, matriele pot fi: deschise (matriare cu bavur); i nchise (matriare fr bavur).

n funcie de viteza de matriare, se cunosc urmtoarele clase: matrie cu viteze mici de matriare (pe prese cu excentric, pe prese cu friciune, pe maini orizontale); matrie cu viteze mari de matriare (mecano-pneumatic, prin explozie).

n funcie de tehnologiile specifice de prelucrare a semifabricatului pe matri, se cunosc urmtoarele clase: matriele pot fi folosite la operaiuni de turnare; forjare (la rece sau la cald); trefilare; formare; tiere; ndoire; rsucire; ambutisare; fasonare; tanare; presare volumic; asamblare.

S detaliem principalele metode de execuie a matrielor, n funcie de tipul operaiilor folosite i anume: formare, achiere (gurire, strunjire, frezare, rabotare, operaiuni combinate), electroeroziune [6].

Cum am mai spus, prezentul articol trateaz cazul matrielor executate prin operaiuni de achiere.

Prelucrarea prin achiere este o operaiune care conduce la modificarea formei i dimensiunilor piesei de prelucrat - matria. Aceast prelucrare se execut pe maini unelte, cu ajutorul sculelor achietoare i const n ndeprtarea succesiv a straturilor de material, sub form de achii pn la obinerea formei i dimensiunilor dorite. Duritatea tiului sculei achietoare este superioar duritii materialului de prelucrat. n timpul micrii relative a sculei n raport cu piesa de prelucrat (turaie, vitez, avans) are loc procesul de achiere. n funcie de tipul achierii, procesele de achiere se mpart n: strunjire, frezare, gurire, lrgire, alezare, rectificare, honuire, severuire, broare, mortezare, filetare, debitare, polizare. Etapele parcurse pentru prelucrarea prin achiere constau n: controlul dimensional al semifabricatului, verificarea fizico-chimic a materialului i, eventual, starea lui de conservare; pregtirea i verificarea programului mainii unelte cu comand numeric; prelucrarea propriu-zis adic obinerea matriei se realizeaz prin micarea relativ dintre pies (rotaie) i scul (avans) prin una sau mai multe treceri, n funcie de mrimea adaosului de prelucrare i calitatea suprafeei; controlul: se verific matria n ceea ce privete dimensiunile (tolerane) i calitatea suprafeelor cu ajutorul mijloacelor de msurare cu citire efectiv, a verificatoarelor, dispozitivelor de msur i control, conform documentaiei (plan operaii, plan de control etc.).

3. Proiectarea i manufacturarea matrielor asistat de calculator

Proiectarea asistat de calculator reprezint ansamblul de activiti legate de dezvoltarea, desenarea i proiectarea asistat de calculator a produselor: calculul dinamic al pieselor, simularea grafic n reprezentare 2D/3D, stocarea datelor pentru ca ele s fie accesibile i altor prelucrri. Comanda numeric este etapa superioar a nivelului de control al mainilor unelte. Controlul unei astfel de maini implic diferite aspecte: tipul de acionare; modul de control i limitarea micrilor pe axe; modul de control al vitezelor principal, de avans; modul de


selectare a anumitor elemente asociate procesului de lucru scule, dispozitive etc. Controlul deplasrilor sculei / piesei, a secvenelor de prelucrare, gestionarea sculelor, etc. se realizeaz prin intermediul numerelor introduse, ntr-un format standard, n echipamentul numeric.

Au existat mai multe stadii n evoluia echipamentelor cu comand numeric. 1) Maina, proiectat pentru operare manual, a fost dotat cu un sistem numeric pentru poziionarea sculei n raport cu piesa. 2) Maina a fost proiectat astfel nct s fie n concordan cu cerinele impuse de echipamentul numeric, constituind alturi de echipamentul de comand, ansamblul numeric de prelucrare. Echipamentul numeric are urmtoarele caracteristici: capacitate de memorare limitat, realizarea funciilor de comand sub form hardware care conduc la citirea, executarea secvenial a blocurilor din program, posibiliti reduse de modificare on-line a programului, flexibilitate redus. Apariia memoriei tampon conduce la mbuntirea calitii prelucrrii prin asigurarea continuitii deplasrii sculei n pofida faptului c citirea blocurilor se face secvenial. 3) Sistemele CNC (Computerized Numerical Control) care se bazeaz pe integrarea extins a calculatorului n procesul de control. Integrarea calculatorului n sistemul de comand al mainii unelte face posibil implementarea unor faciliti n comanda numeric.

CATIA (Computer Aided Three dimensional Interactive Applications) este un pachet software comercial de tip multiplatform CAD/CAM dezvoltat de compania francez Dassault Systemes [7]. n prezent este unul dintre cele mai utilizate sisteme integrate CAD/CAM/CAE pe plan mondial. CATIA are aplicaii n cele mai diverse domenii, cum ar fi industria constructoare de maini, aeronautic, de automobile. CATIA ofer o diversitate de soluii integrate pentru a ndeplini orice cerine de design i fabricaie. Ca funcionaliti de baz avem: proiectarea se poate face parametrizat, piesele mecanice pot fi concepute ntr-o manier avansat, ansamblurile pot fi realizate interactiv, proiecia pieselor / ansamblurilor se poate obine automat, piesele / ansamblurile pot fi concepute n trei dimensiuni fr a desena nti planele n reprezentare bidimensional etc.

Odat cu versiunea 5 [8], n CATIA a aprut noiunea de prototip virtual adic toate datele informatice permit manipularea unui obiect virtual, creat pe calculator, n acelai fel ca un obiect real. Astfel, se poate testa rezistena acestuia la diferite solicitri, verifica dac un ansamblu este sau nu demontabil, asigura c mobilitatea componentelor, unele fa de altele, nu genereaz coliziuni etc. Proiectantul poate dori operarea unor modificri; acestea se pot efectua foarte uor deoarece CATIA dispune de instrumente flexibile care permit lucrul parametrizat.

Cu CATIA procesul de dezvoltare a produsului se poate derula complet, ncepnd cu specificaiile de definire, pn la produsul fabricat. Astfel sunt acoperite toate etapele de proiectare pn la cea de fabricaie, cu o capacitate maxim de modelare.

Pentru proiectare:

- proiectare mecanic de la concepie la obinerea desenelor de execuie;

- proiectarea pieselor i ansamblurilor 3D, generarea desenelor aferente, redarea n timp real i suport pentru schimb de date n baza standardelor industriale generale;

- asigurarea validitii geometriei, evaluarea i executarea reperelor, optimizarea geometriei suprafeelor i mbuntirea prelucrabilitii;

- simularea 3D a reperelor i subansamblurilor, verificarea sistemelor mecanice;

- soluii de nvare, pentru colectarea i reutilizarea know-how-ului cu respectarea tuturor regulilor impuse n timpul procesului;

- analiza structural la solicitri, frecven, tensiuni;

- compatibilitate cu geometria versiunilor precedente;

- crearea, controlul i editarea suprafeelor complexe, descrise matematic, conform modelului fizic sau schiate stilizat pe baza conceptului de inginerie reversibil; optimizarea formelor;

- scheme flexibile de efectuare a modificrilor cu posibilitatea de aplicare a ideilor noi n timp foarte scurt i propagarea imediat a modificrilor ctre modulele de manufacturare;


- managementul schimbrilor de proiectare - modificarea formelor pentru un reper prin intermediul modelrii bazate pe specificaii, aplicaiilor generatoare i asociativitii controlate.

Pentru manufacturare:

- prelucrarea pieselor de rotaie, a pieselor prismatice, prototipizare rapid;

- simularea prelucrrilor, optimizarea traiectoriilor sculelor;

- managementul eficient al modificrilor, nivel de asociativitate ridicat ntre informaiile despre produs, procesele de fabricaie i resurse, cu reducerea considerabil a timpului necesar ntregului ciclu proiectare - execuie i cu micorarea costurilor;

- optimizarea traiectoriilor sculelor, reducerea timpului de execuie pe maini unelte a reperelor prin punerea la dispoziie a setului acoperitor de operaii de prelucrare prin achiere de mare vitez, care asigur reducerea timpului de lucru.

Programarea prelucrrii necesit parcurgerea unor etape bine definite pornind de la concepia matriei pn la prelucrarea acesteia: semifabricatul matriei (prile inferioar i superioar), realizarea modelului matriei, realizarea programului de manufacturare, prelucrarea semifabricatului pentru crearea bazelor de aezare i orientare, prelucrarea asistat pe maina unealt, finisarea i ajustarea. Strategia de lucru pentru programare conine urmtoarele elemente (tip de fiier): definirea geometriei reperului de proiectat, prin modelare realizat i salvat n fiier CATPart; realizarea ansamblului semifabricat-reper n fiier CATProduct, care include legturile ntre geometriile definite, definirea strategiei de lucru, realizarea programului de comand numeric n fiier CATProcess de unde se face transferul ctre echipamentul de comand al mainii. Alegerea sculelor se face dintr-un catalog de scule, realizat ca un fiier de tip Excel. Din acesta se import sculele cu caracteristicile lor, dup care sunt transferate modulului de manufacturare.

Programul pentru prelucrarea asistat urmrete etapele: definirea reperului (matriei), realizarea geometriei suprafeelor de prelucrat, definirea operaiilor de prelucrare, stabilirea operaiilor de prelucrare, definirea caracteristicilor sculelor achietoare, actualizarea modificrilor n geometria reperului, actualizarea modificrilor n operaiile de prelucrare, generarea codului pentru realizarea programului de prelucrare.

CATIA dispune de un set complet de instrumente de modelare specializate cu ajutorul cruia se pot modela suprafee din cele mai diverse. Instrumentele de modelare reprezentative folosite sunt: pocket, shaft, groove, hole, rib, slot, stiffener, loft, removed loft, fillet, chamfer, draft, shell, tickness, thread/tap. Din bara de modelare cele mai utilizate instrumente sunt: split, tick surface,close surface, sew surface, translation, rotation, symetry, mirror, rectangular pattern, circular pattern, user pattern, scaling, assemble, operations.

Documentele utilizate sunt fiiere care includ date relative la reprezentri 2D i 3D, modele matematice ale componentelor ansamblelor i produsului final, date tehnologice referitoare la fabricaia produsului final i date inginereti care specific influena mediului de lucru asupra produsului final.

Instrumentele standard de interfaare sunt sub form de fiiere standard respectiv limbaje standard, au o dinamic evolutiv care depinde direct de progresul tehnologic al controlului mainii unelte. Pentru transmisia datelor ntre sisteme CAD/CAM diferite este formatul standard IGES, dezvoltat ca format neutru. Acesta este bazat pe entiti care pornesc de la obiecte geometrice simple (geometrice) pn la cele mai sofisticate entiti (adnotri, structur). Fiierul IGES este unul secvenial care const dintr-o secven de nregistrri pe 80 de caractere, alctuind 4 seciuni n urmtoarea ordine strict: start, global, director de intrri, sfrit. Tipurile de fiiere de import / export folosite de CATIA sunt IGES 2D/3D, STEP, DXF, STL, DWG, ISO i APT dintre care, cel mai important este formatul APT care definete toate datele necesare fabricaiei cu ajutorul mainilor unelte cu comand numeric.


4. Arhitectura bazei de cunotine

Arhitectura unui sistem expert [9]:

achiziie cunotine modul de achiziie cunotine

reprezentare cunotine baza de cunotine + baza de fapte

prelucrare cunotine motor de inferene + modul explicativ

utilizare cunotine interfaa utilizator

Baza de cunotine este reprezentat ca o structur de date ce include totalitatea cunotinelor specializate introduse de ctre un expert uman. Ea este compus din: baza de reguli care include cunotinele generale din domeniul de expertiz i baza de fapte alctuit din cunotine specifice problemei de rezolvat.

Funciunile de ordin tehnologic identificate drept fundamentale n morfologia sistemului, absolut necesare acestuia sunt urmtoarele:

- determinarea celei mai apropiate structuri morfologice a sculei de achiere cu care se execut matria,

- determinarea celei mai apropiate structuri funcionale a sculei de achiere cu care se execut matria,

- stabilirea segmentrii tehnologiei de fabricaie n funcie de morfologia care trebuie realizat,

- stabilirea parametrilor de micare (viteza de rotaie a sculei, viteza de avans a sculei, sensul de rotaie) n funcie de duritatea materialului sculei, de profilul acesteia i de caracteristicile materialului de prelucrat,

- stabilirea tipului de lichid de rcire folosit, a momentelor de folosire a acestuia pe durata procesului de fabricaie,

- pentru o matri dat, analizarea i afiarea tuturor variantelor tehnologice posibile.

4.1. Baza de fapte

Faptele reprezint forma de baz de nivel nalt pentru reprezentarea informaiilor. Ele reprezint entiti informaionale care se gsesc n lista curent de fapte, numit factlist constituind unitatea fundamental de date utilizate de ctre reguli. Baza de fapte cunoscut i sub numele de memorie de lucru, conine enunuri adevrate la momentul respectiv deci fapte.

Un fapt este o list de unul sau mai multe cmpuri. n CLIPS [10, 11, 12, 13] aceast list este un coninut delimitat prin perechea de paranteze ( ); un fapt este unul sau mai multe cmpuri incluse ntre paranteze:

fapt := ()

adic se respect tiparul:

(

(cuit strung material parte activ tip constructiv sens avans operaie executat)

Organizarea faptelor (numrul cmpurilor, ordinea acestora) nu impune restricii. Toate faptele cunoscute la un moment dat sunt meninute n baza de fapte, sau memoria de lucru, aa-numit lista de fapte (fact list) n CLIPS.

4.2. Baza de reguli de producie

O regul este o modalitate formal de precizare a unei specificaii i poate fi exprimat sub una din urmtoarele dou forme: if premis then concluzie, if condiie then aciune. Sintactic regulile sunt concepute s se coreleze cu faptele i s asigure funcionalitatea motorului de inferen. Acesta se bazeaz pe strategia de nlnuire nainte care implementeaz ciclul clasic de recunoatere a actelor.

CLIPS selecteaz activarea regulii cu cea mai mare prioritate. Prioritatea este dat n timpul scrierii regulii ntr-un interval cuprins ntre -10000 i 10000, cu valoarea obinuit egal cu zero. Toate regulile curente activate sunt coninute n agend. Dac mai multe activri de reguli au prioritate maxim, atunci agenda este considerat ca un stack i este selectat ultima regul activat. Procesul de declanare (firing) a regulii presupune executarea aciunilor precizate n partea dreapt a regulii - RHS (right hand side).

Exemplu:

(defrule nume-regul)

"comentariu opional"

(condiia-1) ; LHS

(condiia-2) ; e compus din zero sau mai multe condiii, fiecare n parantez

.

.

(condiia-n)

=>

(aciunea-1) ; RHS este compus din una

(aciunea-2) ; sau mai multe aciuni.

.

.

(aciunea-m)

Dup aciunea de declanare a regulii, ciclul se repet pn la executarea comenzii Halt n RHS sau pn cnd nici o regul nu este matched prin fapte n baz. CLIPS nu dispune de mecanismul de nlnuire napoi sau de programarea bazat pe cadre (frames); este de precizat c acesta se poate emula. Definirea i tratarea regulilor de producie, sunt la nivelul capabilitilor celor mai avansate shell-uri de sisteme expert.

Semnificaia unei reguli de producie este urmtoarea: dac premisa poate fi satisfcut ntr-un context dat, atunci consecina poate fi satisfcut n acel context. Dac partea dreapt a regulii definete o concluzie, efectul satisfacerii premisei este inferarea acelei concluzii, iar dac partea dreapt a regulii definete o aciune, efectul satisfacerii premisei este execuia acelei aciuni. O inferen n reprezentarea bazat pe reguli const n aplicarea unei astfel de reguli.

Exemple de reguli care ilustreaz regimul de achiere la prelucrarea prin strunjire exterioar


cu scule armate cu plcue din carburi metalice:

IF materialul de prelucrat = oel de construcie and adncimea de achiere = 1 mm and avansul = 0.15 rot/min THEN viteza de achiere = 270 m/min IF materialul de prelucrat = oel de construcie and adncimea de achiere = 1 mm and avansul = 0.20 rot/min THEN viteza de achiere = 235 m/min IF materialul de prelucrat = oel de construcie and adncimea de achiere = 1 mm and avansul = 0.30 rot/min THEN viteza de achiere = 222 m/min

IF materialul de prelucrat = oel de construcie and adncimea de achiere = 2 mm and avansul = 0.15 rot/min THEN viteza de achiere = 244 m/min IF materialul de prelucrat = oel de construcie and adncimea de achiere = 2 mm and avansul = 0.20 rot/min THEN viteza de achiere = 241 m/min IF materialul de prelucrat = oel de construcie and adncimea de achiere = 2 mm and avansul = 0.30 rot/min THEN viteza de aschiere = 199 m/min

Exemple de reguli ce ilustreaz regimul de achiere la prelucrarea gurilor:

IF materialul de prelucrat = otel cu r = 90 daN/mm2, cu rcire and diametrul sculei = 2 10 mm THEN viteza = 55 m/min IF materialul de prelucrat = oel cu r = 90 daN/mm2, cu rcire and diametrul sculei = 10 20 mm THEN viteza = 43 m/min IF materialul de prelucrat = oel cu r = 90 daN/mm2, cu rcire and diametrul sculei = 20 40 mm THEN viteza = 40 m/min

IF materialul de prelucrat = fonta HB =190, fr rcire and diametrul sculei = 2 10 mm THEN viteza = 43 m/min IF materialul de prelucrat = fonta HB =190, fr rcire and diametrul sculei = 10 20 mm THEN viteza = 38 m/min IF materialul de prelucrat = fonta HB =190, fr rcire and diametrul sculei = 20 40 mm THEN viteza = 37 m/min

4.3. Aprinderea regulilor de producie

Motorul de inferene determin toate regulile activate i astfel se face o coresponden ntre baza de fapte i baza de reguli. Tot el are misiunea s selecteze o singur regul activat la un moment dat i s o pun n execuie. Aceasta nseamn aplicarea prii drepte a acesteia care poate conduce la modificarea bazei de fapte, transmiterea de mesaje operatorului, transmiterea unor semnale n exterior n funcie de aciunile precizate n partea de concluzie a regulii.

Interfaa este n legtur cu dou componente: subsistemul de generare a explicaiilor i subsistemul de achiziie a cunotinelor.

Subsistemul de generare a explicaiilor este ghidat de motorul de inferene i asigur urmrirea unei ci pentru a ajunge la soluie. Aceasta se realizeaz prin memorarea ordinii n care au fost executate regulile.

Subsistemul de achiziie a cunotinelor permite adugarea de cunotine noi n baza de reguli, prin crearea de reguli noi sau actualizarea unor reguli existente. Baza de fapte are un caracter dinamic, ea evolueaz n timpul lucrului de la starea iniial, corespunztoare formulrii problemei, la starea final, n care problema este rezolvat. Baza de reguli are un caracter static, ea conine cunotine general valabile pentru domeniul de expertiz i modificarea acesteia se face off-line. n plus, subsistemul de achiziie a cunotinelor i interfaa asigur actualizarea


bazei de cunotine, ceea ce presupune codificarea automat a informaiilor furnizate, fr a fi necesar prezena operatorului.

Din punctul de vedere al sintaxei, faptele au aceeai form cu tiparele regulilor, chestiune care se explic teoretic prin felul n care trebuie s lucreze motorul de inferene. Folosirea aceluiai tipar pentru toate faptele din baza de fapte determin urmrirea i ntelegerea facil a bazei de fapte, precum i faptul c actualizrile acesteia se fac cu uurin.

5. Concluzii

n funcie de maina pe care este utilizat, matria poate avea diverse forme i dimensiuni, putnd fi format din una sau mai multe caviti. Orice matri trebuie conceput innd cont de dou aspecte principale: elementele funcionale ale matriei i elementele de design a cavitii. n ceea ce privete funcionalitatea, matria trebuie s ndeplineasc minim condiiile necesare funcionrii sale ca dispozitiv i funcionrii corespunztoare pe utilajul pentru care a fost conceput. Cavitatea matriei poate fi modelat sub diferite forme i poate conine elemente decorative de tipul: figuri geometrice complexe, texturare, sigle / elemente de inscripionare.

n ultimii ani, dezvoltarea de noi soluii i programe n domeniul Tehnologiei Informaiei au deschis calea n domeniul proiectrii i execuiei matrielor. Software-ul CAD/CAM i face din ce n ce mai simit prezena devenind un instrument larg rspndit, la ndemna inginerilor i tehnologilor.

Utilizarea CLIPS s-a impus datorit avantajelor pe care acesta le prezint n faa altor instrumente de acest gen i anume: disponibilitatea deosebit, costuri reduse, permanena, creterea calitii datorat unei expertize complete, posibilitatea detalierii soluiilor, rapiditatea.

Un avantaj al CATIA este organizarea unei magazii de scule achietoare, sculele putnd fi selecionate dup tipuri de prelucrare, form, caracteristici fizice i chimice etc. Organizarea aceasta permite sistemului expert s funcioneze optim deoarece ea este pus n relaie biunivoc cu submulimea bazei de cunotine, permind activitile de programare.

Aplicarea unui proces data mining asupra datelor stocate ntr-o baz de date ar fi presupus analiza de detaliu a acestora, pentru determinarea tendinei de evoluie i a modelelor de date. Principalele dezavantaje ale utilizrii acestei abordri constau n volumul mare de memorie i consumul mare de timp pentru prelucrare i obinerea rezultatelor.

Programarea bazat pe frame-uri este mai puin rspndit i este caracterizat ca o tehnic hibrid, ea combin elemente ale programrii orientate obiect, ntr-o form particular aceea a reprezentrii cu frame-uri, pentru organizarea informaiilor de intrare, cu elemente de control din sistemele bazate pe reguli.

BIBLIOGRAFIE

1. RILEY, G.: CLIPS: A Tool for the Development and Delivery of Expert Systems, Proceedings of the Technology 2000 Conference, Washington, DC, 1990.

2. GHIONEA, I.: Module de proiectare asistat n AutoCAD. ndrumar de laborator. Ed. BREN, Bucureti, 2005.

3. GHIONEA, I.: Module de proiectare asistat n CATIA v5 cu aplicaii n construcia de maini. Ed. BREN, Bucureti, 2004.

4. ALLYN, E.P.: Mold Design: For plastic injection molding A Workbook, Spiral-bound, 1998.


5. DUCA, Y.: Bazele teoretice ale prelucrrilor pe maini unelte, Ed. Didactic i Pedagogic, Bucureti, 1969, pp 275-282

6. SERE, I.: Proiectarea matrielor pentru produse injectate din materiale plastice, Ed. Tehnic, 1987.

7. *** http://www.3ds.com/

8. GHIONEA, I.: CATIA v5. Aplicaii n inginerie mecanic, Ed. BREN, Bucureti, 2009.

9. GIARRATANO, J., G. RILEY: Expert Systems. Principles and Programmnig, 3rd Edition, Boston, PWS Publishing Company, 1998.

10. RILEY, G.: Implementing CLIPS on a Parallel Computer, Proceedings of the First Annual Workshop on Space Operations Automation and Robotics (SOAR07) Huston, Texas, 1987.

11. ***(1987) CLIPS. A NASA Developed Expert System Tool, NASA Tech Briefs

12. *** http://clipsrules.sourceforge.net/

13. *** http://athena.comp.rgu.ac.uk/staff/smc/teaching/


art06

Documents