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1、自动尺寸标注用于塑料注射模设计和制造摘要：基准尺寸（或者坐标尺寸）技术在表面有大量必须有规定的孔特征的注射模具画图方面有非常广泛的应用。尽管商业的CAD/CAM系统提供了半自动工具来协助设计者进行尺寸确定，但它仍然是个非常复杂的过程。作为使用者，不得不进行每个尺寸标记的位置规定。这篇文章讲的是一种最优的尺寸标记的全自动方法。这种方法采用的是动态工程技术，在尊重用户所选择的标准前提下，使尺寸确定最优化。这种方法已经作为一种工具插到了商业的CAD/CAM系统中，并且给出了一些实例来说明这个技术的重要特征。关键字：自动尺寸 基准尺寸 动态工程 最优尺寸 坐标尺寸1介绍 ：CAD/CAM 现在被广泛用
2、于塑料注塑模具行业。许多公司使用的是固体建模系统的注射模设计。他们用CAD系统来设计，不仅仅是核心和孔插入到模具（他们是形成模具最重要部分），同时也是在模具装配中其他所有部分。随着互联网技术的进步和最近CAD网络通信的发展，注射模具的设计信息可以在产品工程师（设计塑料部件）和刀具工程师（设计注射模具），甚至他们位于世界上不同区域。在设计信息通过电子方式在产品设计和刀具设计中可以有效的交流，制造信息通信在电子和传统技术共同作用下在车间完成。数控机床刀具轨迹或者检查指令可以直接从CAD/CAM和互联网下载给数控控制器进行加工或者进行检查工作。然而，对于一个专门机器来说建立一个说明书或许在工程图纸中
3、规定。另外，不是所有的加工任务都是在数控机床上完成。出于成本预算的考虑，一些传统机床，例如钻床和磨床等，可以方便用传统刀具完成。通常工程图纸也在车间里的工程信息通信中扮演重要角色。正交投影工程图纸可以从CAD模型中自动产生。零件尺寸自动工具同样由商业CAD系统提供。然而，就像有人指出的，那些尺寸工具不能够根据图纸标准和工厂通常采用的工程方法来生成尺寸。在注射模具的特殊要求中，孔特征的基准尺寸（或坐标尺寸）应用得非常广泛。图1展示了一张在一个模具制造公司的工厂中可以找到的典型详细的图纸。在图中表明了孔特征和用来规定这些孔位置的基准尺寸。可以发现这些尺寸显得非常拥挤，并且人工的来确定这些基准尺寸的
4、位置是非常繁重的工作。最终这张满带尺寸的图纸的质量很大程度上依赖于这张图纸绘图员的经验。这项研究的目的是发明一种能够从一个给定的注射模具的零件上自动的产生基准尺寸。尺寸结果必须满足两个要求：第一，任意两个尺寸标记不能够重叠；第二，尺寸标记必须尽可能的接近被测特征。这个问题的关键是研究一种使基准尺寸位置的最优化的方法。图1：使用基准标注在图纸的塑料注射模零件2：相关的工作尺寸和公差是密切相关的过程，在指定的大小和位置信息的特征在机械零件或装配的，在过去，大部分的研究工作集中在公差。主要研究的问题是公差表示，分析与综合。公差表示关注的是纳入产品的公差信息建模方案。包括固体偏移方法开发的雷奎卡，空间
5、的可行性方法提出的特纳，和方案由斯罗切斯，更详细的审查发现在罗伊等人和余等人。公差分析目的是确定的综合效应部分公差，装配公差。它可以用来验证一个给定的已知或假定的设计变化个别部分尺寸的功能。包括公差分析技术蒙特卡洛模拟和直接线性化方法。公差分析的主要目的是在分析部分的基础上给出的公差功能要求的组件。最近，伊斯兰报告用并行工程的办法来解决这个问题。根据系统功能需求分析从不同客户的要求和技术要求，从工程的考虑，一种提取三维要求的方法正在开发。一个软件原型FDT的支持也是很发达的实施方法。FDT提供了工具为代表的功能需求、尺寸、公差和过程能力成为一个功能要求/维度矩阵。占领的功能矩阵方程然后分成好几
6、组,每组则是使用一个求解策略解决具体的功能要求和公差的问题有关。更详细的综述宽容分析和合成,可以发现,在罗伊和Ngoi、Ong和Hong、Chang。研制开发了具有一定特色的几种方法自动生成尺寸的CAD模型的一部分。Yuen早期尝试报道在自动计量部分代表了建设性的立体几何实体造型技术(CSG)。从平面面和轴分气缸提取的实体模型。坐标点排列在一个树状结构的线性维生成三个主要方向。一个简单的技术，直径和径向尺寸也报告。其他早期作品中自动标注已总结余等人，最近，陈等人报告更深入研究的自动标注。他们的方法分析了维冗余、尺寸方案确定特有的特征模式、选择合适的观点来指定尺寸,并确定适当位置空间的使用专家系
7、统方法。专家系统分析的几何和拓扑结构的特点是尺寸,并确定一个位置的基础上把维度的一套规则相关尺寸特征电流。一维的放置,一个被禁止的地区建造所有随后的尺寸不会存放于此区。这就避免交叉、重叠在两个维度。限制在现有方法的凹槽尺寸是由连续的本质的方法。例如,在陈的方法的特点是要标注的优先次序,以及位置空间维度的决心一次又一次。该方法不适合的位置尺寸的确定基准,尤其当尺寸很拥挤,在案件的注塑模具板。这是因为一个基准的位置尺寸会影响另一个维度的位置,可能位于远离当前的维度。摘要本文报告我们的工作安置问题解决基准尺寸。的主要贡献我们的工作是开发的一种新方法,决定每个数据位置的优化尺寸。使用动态规划的优化方法
8、,该方法克服了序贯方法的局限性,应用于现有的方法。如图的替代形式。2 b是必需的。这个尺寸标签移向下或向上的位置,用于防止从默认重叠。,如图2 c,转移尺寸标签的获得是通过打破了单一的延伸线的尺寸分三段:两个水平段由一个斜段连接。在何种程度上尺寸标签可以转移是由三个因素:(1)折线法的角度,这是夹角斜段和水平段尺寸线;(2)边缘之间的距离米尺寸文本和部分边界;(3) fi的特征位置(x fi , y fi ) 这两个极端立场（i.e.最根本的位置ymax和最低位置ymin）给出了空间的标签：ymax I = y f I +(x f I +m) tan ymin I = y f I (x f I
9、 +m) tan ）3.基本特征尺寸数据在基准尺寸、位置的一个特点是指定的水平和垂直距离的位置的借鉴和参考数据特征。默认的形式的基准尺寸如图2。当垂直距离是两个特征尺寸小于尺寸标签的大小(i.e.总和的最小尺寸文本高度和间距尺寸文本相邻)。图2：基本特征的基准尺寸4 自动数据维客观的自动标注系统数据来找到一个最佳位置为每个数据维度。这个过程包括两个阶段的操作:准备阶段和优化阶段。在准备阶段、主要参数的优化过程方便、就必成立。可行性的尺寸将所有的功能使用给定的折线角度,边缘偏移大小和尺寸标签也会被测试。在优化阶段,动态规划方法求解。标签位置尺寸可以优化就不同的标准,包括对应的各个方面的转变,从他
10、们的默认地点,或者最大化使用默认的形式当做很多当做可能的。4.1 准备阶段尺寸的特点是第一次被分为一个或更多的特性集。为每一个特征集的特点,存在着至少一种其他的特征集,他们之间的垂直距离小于尺寸标签的大小。换句话说,一个特征集的特点,在不能使用的默认尺寸完全非重叠形式的相邻尺寸标签。相反,最多不超过一个的特征能够使用默认的语句,而所有他人的需要使用替代形式。有关尺寸标签的设置有一个特点的集合称为维块。配置是指一个维度的表现形式及块面维度的位置尺寸街区。每个位置尺寸的块,它的形态具有独特的定义。图3显示两个特征集和他们两个不同维度块配置。1以简化的解释技术,只有垂直尺寸放置在左手边的部分进行了讨
11、论。该方法开发一般也可以应用于其它方面的作用。图3。特性集和不同结构尺寸的块定义1:有效的配置。一个配置一个维度块有效如果没有重叠,在任何一个维度的标签尺寸阻挡、每个维度标签的关键在于它的极端的立场。组块的尺寸如图3 b是有效的。两个例子配置如图无效的第四位。配置如图。4 a是无效的,因为两个维度标签重叠。对于配置如图。4 b、扩展线的尺寸的标签14.00最低的地位,而所需的位置尺寸标签超过该最低的位置。定义2:极度的配置。有两个极端的配置:至上和最低配置。一个层面是在最块(最低)配置维块是有效的,并且是在一个位置,任何其他位置较高(较低)的结果导致了一个无效的配置。配置一个维度的极端的块di
12、得到用Ymaxi和Ymin图4。配置一个维度的无效块图5。在极端的配置尺寸块图5显示一个维度的一块在其至上的配置。不能移动更上一层楼,因为尺寸的标签29.5最高位置。图5 b显示在一个维度最低配置块。因为它不能进一步向下尺寸标签14.00是最低的位置。配置一个维度的极端的区块中的两个重要参数,将被用于优化过程。他们同样有用的测试是否可行的特征尺寸没有任何重叠尺寸标签。研究表明,两种性质是有用的在发展一种极端的确定方法配置。性质1:。在一维块至上(最低)结构,它的维度中,至少有一个标签是在至上(最低)的位置。性质2:。一个维度有有效的配置块当且仅当它有极端的配置。性质1能经受的矛盾。假设一个维度
13、是在最块(最低)配置,以及其任何尺寸标签在他们至上(最低)位置。因为所有的尺寸标签并没有达到至上(最低)的位置,他们就都可以被移动(下)同时向上的效果是相同的,直到他们中的任何一个人到达了它的至上(最低)的位置。当所有尺寸标签同时移动的效果是相同的尺寸标签不重叠,从而产生的配置是否还有效和较高(较低)的位置比原来的配置。假设这违反了原来的配置是至上(最低)的配置。性质2可以直接可证。给定一个有效的配置,尺寸块(向下)向上移动到一个或多个标签维度及其至上(最低)的位置。因为所有的尺寸标签同时移动的效果是相同的,重叠不发生。此外,维块动摇向上(计)不应受到任何进一步的配置,因为它的维度中,至少有一
14、个标签是在至上(最低)的位置。根据定义2,因此而产生的配置至上(最低)的配置。另一方面,很明显,如果一个维度块极端配置,然后它有一个有效的配置,因为极端的配置,通过定义、有效。性质2表明,结构的一个维度的极端块可以通过调查极端立场空间的标签在一个街区。一个维度的配置,可以通过指定的尺寸yi, i =1, 2, . . ., n,，而yi是功能设置 fi 位置的标注问题的特征。这就意味着 fi 是以升序排列的垂直位置(i.e. y f i y f j if i j).然后,为了避免重叠的标签尺寸、位置与尺寸的标签,给出了:yi = (i 1)SIZE+ y1; n i 2 (2)在尺寸大小和尺寸
15、标签的位置y1是第一特征尺寸标签(f1)的集合。y1也用作参考位置的尺寸块。配置有效的全部尺寸的标签必须躺下自己的至上地位,通过实验1。那就是:Ymax I yi 和 Ymax I (i 1)SIZE + y1上述的关系必须满足所有的 i。因此,最高允许值为y1取决于:Min I ymax I (i 1)SIZE (3)Eq。2赋值与y1，则一个或几个y1与ymax相等。其他的y1都小于ymax。因为没有其他较大值结果的y1配置,满足：ymaxi yi ，结果配置,如果有效,则是最根本的配置。然而,在这种情况下可能的一些y1由公式2小于ymin i .因此,对每个 y1进行检查。如果所有的i满足yi ymin i，然后最根本的配置就被发现。如果所有的i满足 yi ymin i，然后配置是无效的,而不能找到至上配置。由性质2可得，该特征设置 fi没有任何有效的配置。为找到最低配置yi ymin对于所有的i和最低允许值为y1取决于：Max I ymin I (i 1)SIZE一个多尺寸块，如果两者极端配置的所有尺寸块可以发现成功，那么它是可行的，将尺寸标签在每个尺寸块没有任何重叠。然而,它仍然是可能的,一个一维块尺寸标签与一个维度重叠标签另一层块。下一步是测试它是否是可行的所有尺寸块没有任何重叠。性质3，下面的说明，将有助于解释的程
