一种废料排出模块的设计实现方法与流程

本发明涉及智能模具设计与制造技术，尤其涉及一种废料排出模块的设计实现方法。

背景技术：

目前模具设计，一般由设计人员人工计算或估算在什么时候使用哪些零件，而这些零件的“形”，“位”尺寸和相互之间的关系，需要多次修改之后，才能得到相对完善的模具方案。在本发明之前，还没有自动识别设计元素，自动计算形位尺寸，自动交互零件间关系的技术。目前最先进的技术，也只是针对某些知识点，做了一些散碎的参数化模型，对于输入的随机性，以及因此带来的环境(相对某个部件而言)的复杂性，没有用数学模型去解决。还是只能通过人工判定，人工循环试错来得到最终的结果；做某一个知识点的模型相对容易，但要把这个知识点关联到随机环境中，难度就高很多。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明的主要目的在于提供一种废料排出模块的设计实现方法，通过将输入的原始设计元素，代入到废料排出模块的数学模型中，通过提取特征，采样计算等一系列过程，实现从原始设计元素—衍生设计元素—零部件所需的参数集、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，在设计软件中生成可见的零部件三维模型。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种废料排出模块的设计实现方法，包括如下步骤：

a、输入图形元素、相关参数；

b、进行废料排出模块分类的步骤；分为冲孔类废料排出参数集、图形集；以及切边类废料排出参数集、图形集；

c、得到切边类废料排出参数集、图形集；或/和得到冲孔类废料排出参数集、图形集；

d、进行输入元素特征处理，得到符合切边废料排出计算规则的初步图形集；

e、进行采样计算，得到符合切边废料排出条件的最终图形集；

f、进行输入元素特征处理，得到符合冲孔废料排出计算规则的初步图形集；

g、结合步骤e输出的符合切边废料排出条件的最终图形集，进行采样计算，得到符合冲孔废料排出条件的最终图形集；

h、进行相关性交互计算，得到有关联的节点；

i、结合切边废料排出条件的最终图形集、冲孔废料排出条件的最终图形集以及所述有关联的节点，进行形、位计算，得到实例化废料排出所需的参数、特征、图形集；

j、进行实例前交互，得到符合的实例化所需的参数、特征、图形集；

k、进行实例化处理，得到可视的废料排出方案，装配结果；

l、进行实例后交互处理，得到最终的废料排出方案及其相关特征、图形、体、树状图叶节点。

其中，步骤a所述图形元素、相关参数，包括切边集ts、废料刀线lsc、拉延收缩线cbd、正冲孔轮廓zp、侧冲孔轮廓cp、排出方向vdos和主体框架类型wpname。

步骤d所述进行输入元素特征处理，得到符合切边废料排出计算规则的初步图形集；具体包括：根据废料排出设计规则的相关性、空间分布的一般性，对原始图形进行提取；经规则计算，将可能涉及到的所有图形或元素，分类输出到集中。

步骤e所述进行采样计算，得到符合切边废料排出条件的最终图形集；具体包括：将上级集合中对象的位置坐标，包络中心尺寸及图形，代入根据冲孔废料排除设计规则、特点建立的系列数学模型中，排除掉无解或解不佳的解，将有解的输出到集中。

步骤f所述进行输入元素特征处理，得到符合冲孔废料排出计算规则的初步图形集；具体包括：根据废料排出设计规则的相关性，空间分布的一般性，对原始图形进行提取；经规则计算，将可能涉及到的所有图形或元素，分类输出到集中。

步骤g所述结合步骤e输出的符合切边废料排出条件的最终图形集，进行采样计算，得到符合冲孔废料排出条件的最终图形集；具体包括：将上级集合中对象的位置坐标，包络尺寸及图形，代入根据冲孔废料排除设计规则、特点建立的系列数学模型中，排除掉无解或解不佳的，将有解的输出到集中。

步骤h所述进行相关性交互计算，得到有关联的节点；具体为：根据逻辑规则和空间位置分布，检索并分析与废料排出有关的若干节点，检测尺寸，计算权值，若达到某种标准，则按对应规则分类标记；所述有关联的节点，是指与废料排出计算有关的，但不由本流程得到的其他节点，包括压板槽和筋的主体尺寸。

步骤i具体为：将上级输出按其分类对应代入到不同分类和层级的数学模型中计算，根据不同初始解，经不同的搜索、传播的算法组合，得到满足约束条件的解集。

步骤j之前还包括：判断相互逻辑和形位关系是否符合标准，如果否，则执行步骤m：进行实例前交互，检索并标记出不符合数据的相关节点，并回溯至问题节点修正计算，然后返回步骤j。

步骤k所述进行实例化处理，得到可视的废料排出方案，装配结果；具体为：根据之前输出的参数、特征、图形集，驱动设计软件生成可视的废料排出特征，包含其相关修饰特征和实体。

本发明的废料排出模块的设计实现方法，具有如下有益效果：

1)相对于人工设计：大量消除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)相对于传统设计：输入元素的改变牵一发而动全身，只需带入替换、计算、更新即可，无需另起炉灶，费时费力。

3)自身学习和升级的能力：不需要人工试错，提高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为本发明实施例废料排出模块的设计实现方法流程示意图。

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为本发明实施例废料排出模块的设计实现方法流程示意图。

如图1所示，该废料排出模块的设计实现方法，包括如下步骤：

步骤101：输入图形元素、相关参数。所述图形元素、相关参数，包括切边集ts、废料刀线lsc、拉延收缩线cbd、正冲孔轮廓zp、侧冲孔轮廓cp、排出方向vdos和主体框架类型wpname。

步骤102：进行废料排出模块分类的步骤。例如，可以按照f(scrap_type)＝f(wpname)进行分类，分为冲孔类废料排出参数集、图形集；和切边类废料排出参数集、图形集等。

步骤103：得到切边类废料排出参数集、图形集等。

步骤104：进行输入元素特征处理，得到符合切边废料排出计算规则的初步图形集。具体为：根据废料排出设计规则的相关性、空间分布的一般性等，对原始图形进行提取。经规则计算，将可能涉及到的所有图形(或元素)，分类输出到集当中。如，得到修边线分段集ts1＝f(ts,lsc,pm)，得到拉延收缩线分段集cbd1＝f(cbd,lsc，pm)等。

步骤105：进行采样计算，得到符合切边废料排出条件的最终图形集。具体为：将上级集合中对象的位置坐标，包络中心尺寸及图形等，代入根据冲孔废料排除设计规则、特点建立的系列数学模型中，排除掉无解或解不佳的，有解的输出到集中。例如，切边一级废料排出特征集、二级废料排出特征集等trscrap_first＝f(ts1,cbd1,cbd,vdos,pm)、trscrap_second＝f(ts1,cbd1,cbd,vdos,pm)。

步骤106：得到冲孔类废料排出参数集、图形集等。

步骤107：进行输入元素特征处理，得到符合冲孔废料排出计算规则的初步图形集。具体为：根据废料排出设计规则的相关性，空间分布的一般性等等，对原始图形进行提取。经规则计算，将可能涉及到的所有图形(或元素)，分类输出到集中。例如，正冲废料孔zph＝f(pm,zp)、侧冲废料孔cph＝f(pm,zp)。

步骤108：结合所述符合切边废料排出条件的最终图形集，进行采样计算，得到符合冲孔废料排出条件的最终图形集。具体为：将上级集合中对象的位置坐标，包络尺寸及图形等，代入根据冲孔废料排除设计规则、特点建立的系列数学模型中，排除掉无解或解不佳的，有解的输出到集中。例如，冲孔废料排出正/负方向特征集：pregion_plus＝f(vdos,zph,pm)、pregion_neta＝f(vdos,zph,pm)。

步骤109：进行相关性交互计算，得到有关联的节点。具体为：根据逻辑规则和空间位置分布等因素，检索并分析与废料排出有关的若干节点，检测尺寸，计算权值，若达到某种标准，则按对应规则分类标记。所述有关联的节点，是指与废料排出计算有关的，但不由本流程得到的其他节点，如压板槽和筋等主体尺寸等。

步骤110：结合切边废料排出条件的最终图形集、冲孔废料排出条件的最终图形集以及所述有关联的节点，进行形、位计算，得到实例化废料排出所需的参数、特征、图形集等。具体为：将上级输出按其分类对应代入到不同分类和层级的数学模型中计算，根据不同初始解，经不同的搜索、传播等算法组合，得到满足约束条件的解集。

步骤111：判断相互逻辑和形位关系是否符合标准，如果否，则执行步骤112；如果是，则执行步骤113。

步骤112：进行实例前交互，检索并标记出不符合数据的相关节点，并回溯至问题节点修正计算，然后返回至步骤110。

步骤113：得到符合的(包括修正后符合的)实例化所需的参数、特征、图形集。

步骤114：进行实例化处理，得到可视的废料排出方案，装配结果。

具体如下：根据之前输出的参数、特征、图形等集，驱动设计软件生成肉眼可视的废料排出特征(包含其相关修饰特征、实体)。

步骤115：进行实例后交互处理，得到最终的废料排出方案及其相关特征、图形、体、树状图叶节点等。

具体为：实例化后的废料排出区域及其修饰特征，与相关的其他零部件(如：斜楔)之间进行布尔运算、升降级、特征转移、节点转移等操作，融合应一体化的零件，并使显式节点树符合一般模具设计的习惯。

本发明实施例废料排出模块的设计实现方法，有如下特点：

1)不需要人工去识别和设计计算，废料排出模块会根据不同的输入，经过一系列数学模型的计算，自动产生模具所需的零件，并确定其位置关系。

能适应设计原始输入的随机性，各步骤算法有较强的适应性，特别微化和采样算法普适性强。例如提取出来的用于分类的特征集，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)能适应设计环境的复杂性，空间中并不是只有废料排出模块，还有很多其他零部件，比如：筋、斜楔、压板槽、废料刀等等，都与废料排出模块不可分割的关系，这时要通过一系列计算判断，得到哪些零部件之间有逻辑或形位上的关联(或冲突)，因为其他与废料排出模块相关或冲突的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。

3)输出的零部件“形”和“位”的合理性，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。