材料加工CADCAM基础第五章焊接成形.ppt

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1、第五章焊接成形CAD第一节概述计算机辅助焊接技术（ComputerAidedWelding,CAW）焊接结构和接头的计算机辅助设计、焊接工装计算机辅助设计、焊接工艺计算机辅助计划、焊接工艺过程计算机辅助管理等，焊接过程模拟、焊接工艺过程控制、传感器以及生产过程自动化等。计算机辅助焊接技术示意图焊接工程计算机辅助技术（CAW）焊接生产文档管理焊接过程计算与模拟质量控制与检验焊接信息数据库焊接生产计划与管理文献检索标准查询与解释结构强度与寿命预测焊接缺故陷障与诊设断备焊接结构设计与分析教育与培训传感器控制系统焊接冶金与可焊性数控切割下料传统的数控切割，是靠人工根据图样将切割零

2、件的几何尺寸编码以穿孔纸带的形式输入专用计算机系统，控制割炬的运动路径。数控切割可以通过个人计算机输入零件的几何尺寸就能规划出割炬的运动轨迹。如果采用了较完善的CAD系统，可以将设计图上的零件的几何数据直接转化成数控切割机所需数据。焊接CIMS系统计算机集成制造系统（ComputerIntegratedManufacturingSystem，CIMS）从订货到加工、直至发货全部过程的各个步骤都可以从计算机中及时得到必需的信息集成系统。焊接CIMS系统指焊接结构生产中，围绕焊接机器人进行装配、焊接的信息集成系统。焊接机器人—机械加工时的数控加工中心离线编程，机器人控制，焊接

3、过程监控焊接结构CIMS大大提高了生产效率，但不等于无人化的自动化工厂，而是体现了人类专家和计算机、机器人等技术更密切的结合。神经网络在焊接中的应用人工神经网络是一种模拟生物神经系统的计算机系统，由若干神经元和他们之间的相互连接形成一个网络拓扑。神经网络可以看作是另一种专家系统。在传统的专家系统中，知识库的知识通常是以显示的规则表示，而在神经网络中，知识并不逐一以规则表示，而是将相关的知识以数学模型的形式隐式表现出来。神经网络弥补传统专家系统中知识获得困难、知识领域窄等不足，因而在不少方面等到了成功的应用。福特汽车公司开发的神经网络系统，可以模拟钎焊搭接接头的生产效果。神

4、经网络的输入参数为保护气体成分、填充金属种类、脉冲电流频率、钎焊速度等。通过变更相关的参数后，可以在屏幕上看到钎焊表面高度的变化。从而可以通过神经网络调整参数，保证钎焊接头质量，避免不必要的试验。随着技术的进步，焊接工艺过程中许多现象不仅可以从本质上进行理论解释，而且还可以进行定量分析、模拟和理论预测。作为模拟和理论预测的最主要方法—数值分析方法在焊接中广泛应用。数值分析方法的限制(1)焊接过程复杂，涉及广泛的学科和特殊现象。(2)缺乏准确的物理性能或力学性能常数，特别是高温下的数据。(3)计算工作量庞大，耗时，费用较高。第二节焊接专家系统专家系统的特点1.启发性能够运用

5、专家的知识与经验进行推理、判断和决策。2.透明性能够解释本身的推理过程和回答用户提出的问题，以方便让用户能够了解推理过程，提高对专家系统的信赖感。3.灵活性能够不断地增长知识，修改原有知识，不断更新。专家系统的优点1.高效率、准确、周到、迅速和不知疲倦的进行工作。2.解决实际问题不受周围环境的影响，不回遗漏忘记，而且容易复制和移植。3.不受时间和空间的限制。4.能促进各领域的发展。5.拥有更渊博的知识、更丰富的经验和更强的工作能力。6.能够促进整个学科技术的发展。二、专家系统的组成典型专家系统结构由知识库、数据库及推理机等组成。用户用户界面解释机制知识获取机制知识库全局数

6、据库推理机典型专家系统结构1）知识库是问题求解知识的集合，含有显示地表示的各种知识块，包括基本事实、规则和其他有关信息。2）全局数据库或称工作存储器，反映当前问题求解状态的集合，用于临时存放求解问题所需的各种初始数据或证据，以及求解期间由专家系统产生的各种中间信息，有时还包括中间假设或中间结论之间的“链”关系等。3）推理机主要由调度程序与解释程序组成，是实施问题求解的核心执行机构。调度程序依据全局数据库中的当前问题状态及有关信息，按一定的控制策略从知识库中识别和选取可用知识。解释程序的任务是依据知识的语义，对找到的知识进行解释执行，并把结果记录到全局数据库的适当空间中。4

7、）知识获取机制是专家系统中把求解问题的各种专门知识，从人类专家的头脑中或其他知识源那里转换到知识库中来的一个重要机构。5）解释机制是专家系统中回答用户询问、对自己的求解过程或对自己当前的求解状态提供说明的一个重要机构。6）用户界面是专家系统和用户之间进行交互通信和信息交换的媒介。7）为了强调专家系统的人机共存和共同思考的特征。用户也可以被视为专家系统的一个组成部分。三、焊接专家系统的开发1.建造专家系统的步骤再改造认识问题的特征找出概念建立关系设计组织知识的结构建立知识库及推理机制检验知识库及系统功能再认识提出要求再分析形成概