一种三维模具的智能设计方法及其系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三维模具的智能设计方法及其系统，包括：A、根据模具设计的逻辑和规范，采用数学方法建立模块化的框架虚拟模型和零部件虚拟模型，按照待设计实现的模具的原始输入信息数据和结构特征，加载各个框架虚拟模型生成设计框架、各逻辑节点信息和逻辑节点交互信息；B、利用智能设计系统建立的数学公式组即虚拟模型在空间进行组合装配，通过数学模型集算法将动态的虚拟模型转换成需要的实体模型；C、利用计算机程序逻辑调配运算，自动生成最终需要的三维模型、二维工程图纸以及材料清单BOM表。采用本发明专利技术，能够大幅提高模具设计效率，减少人为错误，加快知识积累，降低制造过程中的返工量。

【技术实现步骤摘要】
一种三维模具的智能设计方法及其系统
本专利技术涉及智能模具设计与制造技术，尤其涉及一种三维模具的智能设计方法及其系统。
技术介绍
现有的模具设计技术，需要先做整体3D模型(局部零件可能做一些参数化关联)，再投影2D工程图，然后编辑材料清单(BillofMaterial，BOM)表，还需要做干涉检查，各环节的工作不连续，因而存在设计周期长、干涉错误多，而且还会给制造带来不少返工的问题。例如，汽车模具根据易难程度通常设计需要7天～60天，调试模具时因为设计问题，常会产生返工，导致调试周期很长。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的主要目的在于提供一种三维模具的智能设计方法及其系统，通过采用数学模型算法，自动生成三维模型、二维工程图纸和材料清单(BOM)表，以大幅提高模具设计和制造效率，显著降低制造过程中的返工量。为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：一种三维模具的智能设计方法，包括：A、根据模具设计的逻辑和规范，采用数学方法建立模块化的框架虚拟模型和零部件虚拟模型，按照待设计实现的模具的原始输入信息数据和结构特征，加载各个框架虚拟模型生成设计框架、各逻辑节点信息和逻辑节点交互信息；B、利用智能设计系统建立的数学公式组即虚拟模型在空间进行组合装配，通过数学模型集算法将动态的虚拟模型转换成需要的实体模型；C、利用计算机程序逻辑调配运算，自动生成最终需要的三维模型、二维工程图纸以及材料清单BOM表。其中，步骤A所述框架虚拟模型、零部件虚拟模型，均为数学公式组和相应程序的动态算法表达式。步骤B还包括：在所述智能设计系统中，根据所述框架虚拟模型，加载所述各个零部件虚拟模型，并计算产生各零部件的形状位置信息和空间位置交互信息。步骤C之前还包括：利用所述智能设计系统，根据二维工程图的虚拟图板和材料清单BOM表变换程序，在对三维模型数据进行调整时，相应的动态调整二维图纸数据和BOM表；在该过程中，通过计算或修正计算输出符合评价函数的全部信息和数据。一种三维模具的智能设计方法，包括：a、输入待设计实现的模具的相关参数，通过初始节点计算建立初始逻辑树；b、将所述相关参数通过该智能设计系统的计算机程序设计流程，按级别输入预设的智能算法体系中，进行推理运算得到三维虚拟模型框架尺寸；c、加载虚拟模型框架，调入虚拟模型，得到待设计实现的模具结构的目标特征信息；d、将待计实现的模具的目标特征，按照工程逻辑的一级参数调入设计好的一级虚拟模型中进行运算，以实现待设计实现的模具的实体化；e、按照工程逻辑相互关联体系逐级推理零部件的虚拟模型，转换成所需实体调入到一级虚拟模型转换的实体中进行空间组合装配；f、在各级虚拟模型转换成实体的过程中，智能设计系统通过神经网络逻辑算法对各个零部件的定位、定向、尺寸、布局进行合理调配，以达到预定的设计效果；g、利用该智能设计系统的二维工程图的虚拟图板和材料BOM表变换程序，在对三维模型数据进行调整时，相应的动态调整二维图纸数据和BOM表；h、利用计算机程序逻辑调配运算，自动生成工程实现最终所需的三维模型、二维工程图纸以及BOM表。其中，步骤a所述的相关参数，包括该模具的长、宽、高的尺寸参数和工序内容、模具工艺构件DL图。步骤d具体为：根据数理空间集合的算法，对空间向量采用定位、定向、定角度、分类运算，将模具里的各个零部件通过工程的逻辑关系确定好。步骤e还包括：根据框架信息，加载各零部件虚拟模型，并计算产生各零部件的形位信息和空间位置交互信息；通过交互，返回修正信息和数据，然后跳转到执行步骤d。一种三维模具智能设计系统，包括相关参数输入模块、逻辑树处理模块、虚拟模型、虚拟模型框架加载模块、模具结构及零件数据模块、空间组合装配模块、结果输出模块；其中：相关参数输入模块，用于输入待设计实现的模具的相关参数；逻辑树处理模块，利用所述相关参数和/或逻辑参数，采用树状结构进行项目总装和整体布局；虚拟模型，用于模具设计的逻辑和规范，采用数学方法建立模块化的框架虚拟模型和零部件虚拟模型，按照待设计实现的模具的原始输入信息数据和结构特征，加载各个框架虚拟模型生成设计框架、各逻辑节点信息和逻辑节点交互信息；虚拟模型框架加载模块，用于利用模型框架虚拟算法，得到虚拟模型框架，在加载虚拟模型框架过程中，调入虚拟模型，以得到待设计实现的模具结构等目标特征信息；模具结构及零件数据模块，用于将待计实现的模具的目标特征，按照工程逻辑的一级参数调入设计好的一级虚拟模型中进行运算，实现待设计实现的模具的实体化；空间组合装配模块，用于按照工程逻辑相互关联体系逐级推理零部件的虚拟模型，转换成所需实体调入到一级虚拟模型转换的实体中进行空间组合装配；结果输出模块，用于利用该智能设计系统的二维工程图的虚拟图板和材料清单BOM表变换程序，在对三维模型数据进行调整时，相应的动态调整二维图纸数据和BOM表；最后，利用计算机程序逻辑调配运算，自动生成工程最终所需的三维模型、二维工程图纸以及BOM表。较佳地，还包括逻辑参数修正模块或/和数据参数修正模块；其中：逻辑参数修正模块，用于按照逻辑关系和空间形位关系进行实例化前的交互，以修正或更新逻辑树，使各节点所需的输入内容完整；数据参数修正模块，用于根据修正数据集的内容，将数据回溯至该数据对应的来源节点进行修正、卸载、加载、更新操作，以使其符合子模块输出条件。本专利技术的三维模具的智能设计方法及其系统，具有如下有益效果：1)本专利技术工业智能设计实现过程全部使用数学模型相关算法，通过数学方法能够将模具设计过程的各个环节融为一体，相互形成逻辑和数据关联，能够自动生成3D模型、2D工程图纸和材料清单(BOM)表，且能够实现干涉误差为零，能够使模具设计的精度达到理论上的极限要求。2)采用本专利技术工业智能设计系统，能够大幅提高模具设计效率，减少人为错误，加快知识积累，并降低制造过程中的返工量。例如，应用于汽车模具设计领域，根据其易难程度仅仅设计只需要2小时至2天时间，相较于现有技术，巨大的时间和精度的差距已经对现有模具设计技术产生颠覆性的作用。附图说明图1为本专利技术的三维模具的智能设计方法流程图；图2为本专利技术实施例三维模具的智能设计实施过程示意图；图3为本专利技术实施例虚拟模型的建立方法流程图；图4为本专利技术实施例空间虚拟模型组合装配流程图；图5为本专利技术实施例智能设计系统整体布局与树状结构关系示意图；图6为本专利技术实施例三维模具智能设计系统功能框图。具体实施方式下面结合附图及本专利技术的实施例对本专利技术作进一步详细的说明。本专利技术的三维模具智能设计系统的主要设计思想是：采用数学方法建立虚拟模型(包括目标虚拟模型框架和虚拟模型零部件)在立体空间进行组合装配，该设计系统的每一个虚拟模型均包含数学公式组和程序的动态算法。当将具体的特征参数输入所述虚拟模型时计算出静态目标实体，当输入待设计实现的模具的目标框架特征参数时，按照工程经验的逻辑关系进行逐级反推即反求法，建立好对应的数学关联模型，再将最佳的所述模具目标框架和零部件通过虚拟模型运算逐级调用出实体在空间进行组合装配，快速准确地达到预期的目标效果。本专利技术采用的技术涉及工程控制论、空间集合论、拓扑数学(Topology)、模糊数学、离散数学、数值分析、图模型、程序逻辑运算等算法，通过使工程逻辑关系转换成数学公本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种三维模具的智能设计方法，其特征在于，包括：A、根据模具设计的逻辑和规范，采用数学方法建立模块化的框架虚拟模型和零部件虚拟模型，按照待设计实现的模具的原始输入信息数据和结构特征，加载各个框架虚拟模型生成设计框架、各逻辑节点信息和逻辑节点交互信息；B、利用智能设计系统建立的数学公式组即虚拟模型在空间进行组合装配，通过数学模型集算法将动态的虚拟模型转换成需要的实体模型；C、利用计算机程序逻辑调配运算，自动生成最终需要的三维模型、二维工程图纸以及材料清单BOM表。

【技术特征摘要】
2018.09.05 CN 201811033860X1.一种三维模具的智能设计方法，其特征在于，包括：A、根据模具设计的逻辑和规范，采用数学方法建立模块化的框架虚拟模型和零部件虚拟模型，按照待设计实现的模具的原始输入信息数据和结构特征，加载各个框架虚拟模型生成设计框架、各逻辑节点信息和逻辑节点交互信息；B、利用智能设计系统建立的数学公式组即虚拟模型在空间进行组合装配，通过数学模型集算法将动态的虚拟模型转换成需要的实体模型；C、利用计算机程序逻辑调配运算，自动生成最终需要的三维模型、二维工程图纸以及材料清单BOM表。2.根据权利要求1所述三维模具的智能设计方法，其特征在于，步骤A所述框架虚拟模型、零部件虚拟模型，均为数学公式组和相应程序的动态算法表达式。3.根据权利要求1所述三维模具的智能设计方法，其特征在于，步骤B还包括：在所述智能设计系统中，根据所述框架虚拟模型，加载所述各个零部件虚拟模型，并计算产生各零部件的形状位置信息和空间位置交互信息。4.根据权利要求1所述三维模具的智能设计方法，其特征在于，步骤C之前还包括：利用所述智能设计系统，根据二维工程图的虚拟图板和材料清单BOM表变换程序，在对三维模型数据进行调整时，相应的动态调整二维图纸数据和BOM表；在该过程中，通过计算或修正计算输出符合评价函数的全部信息和数据。5.一种三维模具的智能设计方法，其特征在于，包括：a、输入待设计实现的模具的相关参数，通过初始节点计算建立初始逻辑树；b、将所述相关参数通过该智能设计系统的计算机程序设计流程，按级别输入预设的智能算法体系中，进行推理运算得到三维虚拟模型框架尺寸；c、加载虚拟模型框架，调入虚拟模型，得到待设计实现的模具结构的目标特征信息；d、将待计实现的模具的目标特征，按照工程逻辑的一级参数调入设计好的一级虚拟模型中进行运算，以实现待设计实现的模具的实体化；e、按照工程逻辑相互关联体系逐级推理零部件的虚拟模型，转换成所需实体调入到一级虚拟模型转换的实体中进行空间组合装配；f、在各级虚拟模型转换成实体的过程中，智能设计系统通过神经网络逻辑算法对各个零部件的定位、定向、尺寸、布局进行合理调配，以达到预定的设计效果；g、利用该智能设计系统的二维工程图的虚拟图板和材料BOM表变换程序，在对三维模型数据进行调整时，相应的动态调整二维图纸数据和BOM表；h、利用计算机程序逻辑调配运算，自动生成工程实现最终所需的三维模型、二维工程图纸...

【专利技术属性】
技术研发人员：不公告发明人，
申请(专利权)人：重庆创速工业有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆,50