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金属切削毛刺是切削加工中产生的常见现象,它的形成与变化直接影响工件的加工质量和生产效率,己成为影响和制约精密与超精密加工和自动化加工的关键技术之一。毛刺专家系统是毛刺形成机理研究与毛刺去除技术研究的沟通平台,也是推进少无毛刺切削加工技术的重要技术渠道,其研究倍受国内外机械工程专家和学者们的高度关注。
本研究利用神经网络技术和专家知识系统技术,紧密结合金属切削毛刺实验研究,面向去除毛刺技术应用,开发出具有网络功能的神经网络(NN)金属切削毛刺专家系统,主要研究内容及创新工作为:
首先,系统地概述了国内外金属切削毛刺专家系统开发及应用等方面的研究现状,指出了尚存在的主要问题;依据切削运动—刀具切削刃毛刺分类体系,探讨了影响毛刺形成的主要因素;基于金属切削实验探讨了毛刺形态及尺寸的基本变化规律,为毛刺专家系统数据库建立建设提供了必备的基础数据;
其次,利用神经网络与专家系统的特点,构建出基于神经网络金属切削毛刺专家系统,提出了融逻辑推理与神经网络推理为一体的推理模式,并对该系统的总体结构和工作流程进行了全面设计,进而阐释了构成该系统的知识库、推理机、解释器以及人机界面等;
第三,开展了切削毛刺专家系统知识库的设计,确定出金属切削毛刺专家系统的样本训练方式及要求,给出了毛刺专家系统技术实现过程;结合车削、铣削和钻削等实验中毛刺的形成与变化,利用本研究开发的专家系统进行了毛刺尺寸的预测预报研究。结果表明,本系统的预测结果与实验结果有良好的吻合性,证实了本系统的可行性与有效性。
第四,面向毛刺专家系统的网络化,进行了毛刺专家系统网络化功能设计,提出了实现系统网络化的关键技术:服务器与数据库的知识库的连接技术、变量中的数据在不同网页间的传递技术,为提高本研究开发的毛刺专家知识系统的开放度奠定了基础。
本研究工作是国家自然科学基金资助项目(50275066)和江苏省自然科学基金资助项目(BK2007562)研究内容的组成部分之一。其研究成果为进一步深入开展毛刺形成机理研究,推进少无毛刺加工技术应用提供了强有力的技术支撑,同时也为毛刺研究成果的资源共享提供了一个平台。