專(zhuān)利名稱(chēng)：基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種工時(shí)預(yù)測(cè)方法，尤其涉及一種飛機(jī)結(jié)構(gòu)件加工工時(shí)預(yù)測(cè)方法，屬于CAD (計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì))/CAPP (計(jì)算機(jī)輔助工藝過(guò)程設(shè)計(jì))/CAM (計(jì)算機(jī)輔助制造)技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在企業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略中，成本控制是成本管理的重要手段，是推動(dòng)改善企業(yè)經(jīng)營(yíng)管理的動(dòng)力。航空產(chǎn)品工時(shí)是產(chǎn)品成本控制的關(guān)鍵因素之一。航空產(chǎn)品生產(chǎn)制造工時(shí)是產(chǎn)品生產(chǎn)制造過(guò)程中企業(yè)人力資源和物質(zhì)資源投入多少的具體體現(xiàn)，是企業(yè)生產(chǎn)產(chǎn)品、生產(chǎn)規(guī)模、 生產(chǎn)水平的一種反映，也是企業(yè)進(jìn)行生產(chǎn)條件建設(shè)、生產(chǎn)管理、成本核算、計(jì)劃控制等的重要依據(jù)，更是企業(yè)進(jìn)行科學(xué)管理、優(yōu)化加工結(jié)構(gòu)、提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率的基礎(chǔ)和重要前提。此外產(chǎn)品加工成本為企業(yè)在轉(zhuǎn)包生產(chǎn)中與外方技術(shù)談判時(shí)提供重要依據(jù)，而產(chǎn)品工時(shí)是產(chǎn)品報(bào)價(jià)的重要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，航空制造企業(yè)只有準(zhǔn)確地把握產(chǎn)品工時(shí)信息，合理地制定產(chǎn)品工時(shí)， 才能合理地組織生產(chǎn)、適時(shí)地挖掘企業(yè)潛力、提高企業(yè)生產(chǎn)效率、降低企業(yè)成本、最終加強(qiáng)企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
傳統(tǒng)的工時(shí)預(yù)測(cè)手段主要是以經(jīng)驗(yàn)值進(jìn)行衡量，處在一個(gè)初級(jí)階段，水平較低，預(yù)測(cè)結(jié)果具有較強(qiáng)的隨意性，精度難以保證。而隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，計(jì)算機(jī)輔助預(yù)測(cè)工時(shí)成為重要研究方向。目前已知的工時(shí)預(yù)測(cè)方法主要有查表法、數(shù)學(xué)模型法、成組技術(shù)法、人工智能法、數(shù)控加工程序仿真法。這些方法在精度或效率其中的一方面具有優(yōu)勢(shì)，但都難以兼顧精度和效率。
對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，朱歷新等在學(xué)術(shù)期刊《機(jī)械科學(xué)與技術(shù)》2004，6 (23)， P702-704上發(fā)表的論文“基于神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的工時(shí)定額技術(shù)研究”，通過(guò)構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)， 收集訓(xùn)練樣本，并對(duì)樣本進(jìn)行訓(xùn)練得到網(wǎng)絡(luò)的各個(gè)單元的鏈接權(quán)值，采用神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)算法確定工時(shí)定額。該方法的不足之處在于(1)只考慮了較為簡(jiǎn)單規(guī)則的平面加工面，因而只能用于結(jié)構(gòu)較為簡(jiǎn)單規(guī)則的零件，對(duì)于飛機(jī)復(fù)雜結(jié)構(gòu)件等含有大量的自由曲面的零件不能適用；( 輸入因素的選擇上沒(méi)有考慮切削參數(shù)和相關(guān)的加工資源，而切削參數(shù)和加工資源如機(jī)床等對(duì)零件加工工時(shí)有很大的影響；C3)收集的樣本不具有可持續(xù)性，依賴(lài)企業(yè)的生產(chǎn)工藝、制造裝備、生產(chǎn)管理水平，因而不能與企業(yè)平行發(fā)展，樣本的收集滯后于企業(yè)的發(fā)展水平，不能適用企業(yè)的實(shí)時(shí)生產(chǎn)狀況，使其實(shí)用性不強(qiáng)。
本發(fā)明創(chuàng)造的發(fā)明人劉長(zhǎng)青等在學(xué)術(shù)期刊《計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)》2011，17(10)， P2156-2162上發(fā)表的論文“基于特征的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件數(shù)控加工工時(shí)預(yù)測(cè)模型”，以零件作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)訓(xùn)練樣本，通過(guò)提取零件的特征，以總體特征和各類(lèi)型特征的數(shù)量作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)輸入預(yù)測(cè)工時(shí)，效率高且誤差在10%以?xún)?nèi)，但是該方法以零件作為樣本，在解決由于工藝變化而帶來(lái)樣本老化的問(wèn)題方面還有一定的不足。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于克服現(xiàn)有零件加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法的不足，提供一種基于特征樣本零件加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法。
本發(fā)明的基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法包括如下步驟
步驟1、建立典型加工特征庫(kù)；
步驟2、提煉典型加工特征參數(shù)；
步驟3、提煉影響加工時(shí)間的切削參數(shù)；
步驟4、基于典型工藝方案、提煉的典型加工特征參數(shù)和切削參數(shù)，在數(shù)控系統(tǒng)仿真平臺(tái)上進(jìn)行加工時(shí)間仿真；
步驟5、基于加工時(shí)間仿真數(shù)據(jù)建立典型特征樣本庫(kù)；
步驟6、基于典型特征樣本庫(kù)中的樣本構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；
步驟7、提取待預(yù)測(cè)加工時(shí)間零件實(shí)例的加工特征；
步驟8、基于BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)零件加工時(shí)間。
本發(fā)明方法的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確率高，預(yù)測(cè)速度快，相對(duì)目前已有的工時(shí)預(yù)測(cè)方法同時(shí)兼顧了精度和效率，具有較高的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。


圖1基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法流程圖2為本發(fā)明的筋頂特征示意圖，其中圖加中的fri、fri為弧筋頂，弧筋頂?shù)募庸を?qū)動(dòng)線(xiàn)為e^、er2, er3,圖加中的f,2為水平筋頂，水平筋頂f,2的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)為er4，圖2b 中的f>2為斜筋頂，其加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)為^V1，圖中α 斜筋頂?shù)膬A角；
圖3為槽特征示意圖，其中a圖所示為一個(gè)簡(jiǎn)單槽，包括槽腹板fpl，槽轉(zhuǎn)角fpl(1、 fp4> fp6> fp8，槽內(nèi)型是由槽側(cè)壁fp2、fp5> fp7、fp9和槽轉(zhuǎn)角fpl。、fp4> fp6> fp8所圍成的槽腔內(nèi)輪廓，fP3圖為槽內(nèi)型的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)，由圖中的e Pl > ep2> ep3> ep4> ep5> θρ6> θρ7> θρ8 ，hp；
圖4為輪廓特征示意圖，輪廓為零件的外圍形狀，基本輪廓如圖所示，由f。i、f。2、 f。3、f。4、fc5面所構(gòu)成，輪廓的周長(zhǎng)為如圖中虛線(xiàn)的長(zhǎng)度所示，h。為輪廓高度；
圖5為圓孔特征示意圖，Dh為圓孔的直徑，Hh為圓孔深；
圖6為非圓孔特征示意圖，非圓孔特征的周長(zhǎng)為如圖所示的e3nl、en2、en3、en4、en5、 en6> en7、en8的長(zhǎng)度之和，Hn為非圓孔深度；
圖7為采用的BP網(wǎng)絡(luò)三層結(jié)構(gòu)圖示意圖，圖中X1, X2，X3為輸入項(xiàng)，T為輸出的加工時(shí)間。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明
圖1是基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法流程圖，如圖所示，包括以下各步驟
1、建立典型加工特征庫(kù)，定義影響工時(shí)的基本特征，典型加工特征庫(kù)包含特征如下零件包含四大類(lèi)典型特征包括筋頂、槽、輪廓、孔。
筋頂特征分為三類(lèi)水平筋頂、斜筋頂、弧筋頂；槽包含三類(lèi)子特征槽腹板、槽內(nèi)型、槽轉(zhuǎn)角。輪廓特征、孔特征和非孔特征作為單獨(dú)的特征。
2、提煉典型加工特征參數(shù)，典型加工特征參數(shù)包括
a.關(guān)于筋頂特征對(duì)于水平筋頂，影響其加工時(shí)間的特征參數(shù)為水平筋頂?shù)募庸を?qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度；對(duì)于斜筋頂影響，其加工時(shí)間的特征參數(shù)為斜筋頂?shù)募庸を?qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度和斜頂筋的傾斜角度；對(duì)于弧筋頂影響，其加工時(shí)間的主要因素為弧筋頂?shù)募庸を?qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度；圖2 為本發(fā)明的筋頂特征示意圖，其中圖加中的fri、fr3為弧筋頂，弧筋頂?shù)募庸を?qū)動(dòng)線(xiàn)為 erl> er2, er3,圖加中的f,2為水平筋頂，水平筋頂f,2的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)為&4，圖2b中的f,，2為斜筋頂，其加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)為^工，圖中α κ為斜筋頂?shù)膬A角；
b.關(guān)于槽特征對(duì)于槽腹板特征，影響其加工時(shí)間的主要因素為腹板的面積，其中若槽中含有的凸臺(tái)也當(dāng)作腹板面處理；對(duì)于槽內(nèi)型，影響其加工時(shí)間的特征參數(shù)為內(nèi)型驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度；對(duì)于槽轉(zhuǎn)角，影響其加工時(shí)間的特征參數(shù)為轉(zhuǎn)角半徑、轉(zhuǎn)角角度、轉(zhuǎn)角深度； 圖3為槽特征示意圖，其中a圖所示為一個(gè)簡(jiǎn)單槽，包括槽腹板fpl，槽轉(zhuǎn)角fp1(l、fp4、fp6、fp8， 槽內(nèi)型是由槽側(cè)壁fp、fp5、fp7、fp9和槽轉(zhuǎn)角fpl(l、fp4> fp6> fp8所圍成的槽腔內(nèi)輪廓，fp3圖為槽內(nèi)型的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)，由b圖中的ev.e Ρ2、θρ3> θρ4> θρ5> θρ6> θρ7> θρ8 ，hp ^MWiSiJ ；
c.關(guān)于輪廓影響其加工時(shí)間的特征參數(shù)為零件輪廓的周長(zhǎng)，輪廓的高度；圖4為輪廓特征示意圖，輪廓為零件的外圍形狀，基本輪廓如圖所示，由f^fmfmf+U面所構(gòu)成，輪廓的周長(zhǎng)為如圖中虛線(xiàn)的長(zhǎng)度所示，h。為輪廓高度；
d.關(guān)于圓孔影響其加工時(shí)間的特征參數(shù)為圓孔的半徑、圓孔的深度；圖5為圓孔特征示意圖，Dh為圓孔的直徑，Hh為圓孔深；
e.關(guān)于非圓孔影響其加工時(shí)間特征參數(shù)為非圓孔的周長(zhǎng)、非圓孔的深度；圖6為非圓孔特征示意圖，非圓孔特征的周長(zhǎng)為如圖所示的~、en2、en3、en4、en5、en6、en7、en8的長(zhǎng)度之和，Hn為非圓孔深度；
以上特征及其參數(shù)均采用自動(dòng)特征識(shí)別實(shí)現(xiàn)，自動(dòng)特征識(shí)別算法參考本專(zhuān)利發(fā)明人李迎光等在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊《Journal of Engineering Manufacture》2010，P224 :271-278 上發(fā)表的論文"Feature recognition technology for aircraft structural parts based on a holistic attribute adjacency graph’，。
3、提煉影響工時(shí)的切削參數(shù)，當(dāng)工件、刀具、機(jī)床等加工資源都確定后，影響生產(chǎn)效率的主要因素為切削速度、進(jìn)給量、切削深度和切削寬度，對(duì)于不同的特征影響的切削參數(shù)如下
對(duì)于筋頂特征、槽內(nèi)型特征、對(duì)于孔特征，影響其加工時(shí)間的切削參數(shù)為轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切深；
對(duì)于槽腹板特征、槽轉(zhuǎn)角特征、輪廓特征、非圓孔特征，影響其加工時(shí)間的切削參數(shù)為轉(zhuǎn)速、進(jìn)給速度、切寬、切深；
4、進(jìn)行切削仿真實(shí)驗(yàn)，以特征為研究對(duì)象，基于典型的零件加工工藝和提煉的切削參數(shù)，通過(guò)不斷變換特征的尺寸特征，試驗(yàn)過(guò)程中記錄不同尺寸的特征的加工時(shí)間，形成基于特征的加工時(shí)間庫(kù)。特征參數(shù)的選取原則如下
a.筋頂1)對(duì)于水平筋頂，它的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度范圍定為10 1500mm，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中選取的水平筋頂樣本的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度處在上述范圍，且選取的數(shù)據(jù)滿(mǎn)足正態(tài)分布的要求；2)對(duì)于斜筋頂，它的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度范圍定為10 200mm，傾角范圍定為10 80°，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中選取的斜筋頂樣本的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度和傾角范圍處在上述范圍，且選取的數(shù)據(jù)滿(mǎn)足正態(tài)分布的要求；3)對(duì)于弧筋頂，它的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度范圍定為10 IOOmm ；從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中選取的弧筋頂樣本的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度處在上述范圍，且選取的數(shù)據(jù)滿(mǎn)足正態(tài)分布的要求；每一類(lèi)筋頂特征取50組樣本數(shù)據(jù)；
b.槽1)對(duì)于槽腹板，它的面積范圍定位為0.001 0.1m2，選取的槽腹板樣本面積參數(shù)按照正態(tài)分布分布在該范圍；2)對(duì)于槽內(nèi)型，槽內(nèi)型驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度范圍定為100 1200mm，槽內(nèi)型深度定為3 100mm，選取的槽內(nèi)型特征的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度和深度按照正態(tài)分布分布在所述范圍，共取60組數(shù)據(jù)；3)對(duì)于槽轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角半徑數(shù)據(jù)定為6mm、10mm、12mm、16mm、 20mm，夾角數(shù)據(jù)定為30°、45°、60°、75°、90°、120°，轉(zhuǎn)角深度范圍定為3 100mm，深度數(shù)據(jù)滿(mǎn)足正態(tài)分布要求，共取160組槽轉(zhuǎn)角樣本數(shù)據(jù)；
c.輪廓周長(zhǎng)范圍為1000 6000mm，輪廓高度范圍為20 180mm，選取的輪廓的周長(zhǎng)和輪廓高度數(shù)據(jù)按照正態(tài)分布分布在上述范圍，選取40組樣本數(shù)據(jù)；
d.圓孔孔徑范圍定為8 80mm，孔深范圍定為3 50mm，選取的孔的直徑數(shù)據(jù)定為8mm、10mm、20mm、30mm、60mm、80mm，深度數(shù)據(jù)按正態(tài)分布分布在上述范圍，在不同的加工精度的情況下各取50組數(shù)據(jù)；
e.非圓孔非圓孔的周長(zhǎng)范圍定為10 1000mm，非圓孔深度定為3 50mm，選取的非圓孔的周長(zhǎng)和深度數(shù)據(jù)按照正態(tài)分布分布在該范圍，選取50組樣本數(shù)據(jù)；
5、建立特征與特征加工時(shí)間對(duì)應(yīng)關(guān)系，每一類(lèi)特征均建立一定數(shù)量的特征實(shí)例， 形成典型特征樣本庫(kù)。
6、基于建立的典型特征樣本庫(kù)，以特征為對(duì)象建立與之對(duì)應(yīng)的BP網(wǎng)絡(luò)。BP網(wǎng)絡(luò)的輸入節(jié)點(diǎn)是每一類(lèi)特征的幾何特征參數(shù)、相關(guān)切削參數(shù)以及其他可能的影響因素，BP網(wǎng)絡(luò)的輸出即是每一類(lèi)特征的加工工時(shí)。通過(guò)特征樣本庫(kù)的樣本訓(xùn)練出每一類(lèi)特征的BP網(wǎng)絡(luò)并進(jìn)行標(biāo)記保存。
BP網(wǎng)絡(luò)均采用如圖7中所示的三層網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，激活函數(shù)為sigmoid函數(shù)
權(quán)利要求
1.一種基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，包括以下步驟步驟1、建立典型加工特征庫(kù)；步驟2、提煉典型加工特征參數(shù)；步驟3、提煉影響加工時(shí)間的切削參數(shù)；步驟4、基于典型工藝方案、提煉的典型加工特征參數(shù)和切削參數(shù)，在數(shù)控系統(tǒng)仿真平臺(tái)上進(jìn)行加工時(shí)間仿真；步驟5、基于加工時(shí)間仿真數(shù)據(jù)建立典型特征樣本庫(kù)；步驟6、基于典型特征樣本庫(kù)中的樣本構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)；步驟7、提取待預(yù)測(cè)加工時(shí)間零件實(shí)例的加工特征；步驟8、基于BP網(wǎng)絡(luò)預(yù)測(cè)零件加工時(shí)間。
2.如權(quán)利要求1所述基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述典型加工特征庫(kù)包含槽、筋頂、孔及輪廓四大類(lèi)加工特征，其中槽特征包含腹板、 內(nèi)型及轉(zhuǎn)角三種子特征，筋頂特征分為水平筋頂、斜筋頂和弧筋頂三類(lèi)，孔分為圓孔和非圓孔兩類(lèi)。
3.如權(quán)利要求1所述基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述典型加工特征參數(shù)包括a.影響筋頂加工時(shí)間的幾何參數(shù)，包括水平筋頂和弧筋頂特征的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度、 斜筋頂?shù)募庸を?qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度和斜筋頂?shù)膬A角；b.影響槽加工時(shí)間的幾何參數(shù)，分別由槽各個(gè)子特征的幾何參數(shù)決定，包括1)槽腹板面積；幻槽內(nèi)型的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度；幻槽轉(zhuǎn)角的半徑、夾角和深度；c.影響輪廓特征加工時(shí)間的幾何參數(shù)，包括外輪廓的周長(zhǎng)及輪廓的高度；d.影響圓孔特征加工時(shí)間的幾何參數(shù)，包括孔徑、孔深和孔的加工精度；e.影響非圓孔特征加工時(shí)間的幾何參數(shù)，包括非圓孔的周長(zhǎng)和深度。
4.如權(quán)利要求1所述基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述切削參數(shù)包括主軸轉(zhuǎn)速、進(jìn)給量、切削深度和切削寬度。
5.如權(quán)利要求1所述基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟4仿真過(guò)程如下在確定了零件的工藝方案、加工資源和切削參數(shù)之后，通過(guò)對(duì)筋頂、槽、輪廓、孔及非圓孔特征編制數(shù)控加工程序，在數(shù)控系統(tǒng)仿真平臺(tái)上對(duì)加工特征的刀軌進(jìn)行仿真，并記錄特征的幾何參數(shù)、切削參數(shù)及其對(duì)應(yīng)的加工時(shí)間。
6.如權(quán)利要求1所述基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟5建立典型特征樣本庫(kù)是指在仿真切削實(shí)驗(yàn)的記錄結(jié)果中，每一類(lèi)特征選取特征參數(shù)數(shù)據(jù)處在規(guī)定的范圍內(nèi)的特征，具體的數(shù)據(jù)選取過(guò)程如下a.筋頂，1)對(duì)于水平筋頂，它的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度范圍定為l(Tl500mm，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中選取的水平筋頂樣本的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度處在上述范圍，且選取的數(shù)據(jù)滿(mǎn)足正態(tài)分布的要求； 2)對(duì)于斜筋頂，它的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度范圍定為l(T200mm，傾角范圍定為10、0°，從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中選取的斜筋頂樣本的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度和傾角范圍處在上述范圍，且選取的數(shù)據(jù)滿(mǎn)足正態(tài)分布的要求；3)對(duì)于弧筋頂，它的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度范圍定為KTlOOmm;從實(shí)驗(yàn)結(jié)果中選取的弧筋頂樣本的加工驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度處在上述范圍，且選取的數(shù)據(jù)滿(mǎn)足正態(tài)分布的要求；每一類(lèi)筋頂特征取50組樣本數(shù)據(jù)；b.槽，1)對(duì)于槽腹板，它的面積范圍定位為0.00Γ0. 1 IIf，選取的槽腹板樣本面積參數(shù)按照正態(tài)分布分布在該范圍；2)對(duì)于槽內(nèi)型，槽內(nèi)型驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度范圍定為10(Tl200mm，槽內(nèi)型深度定為3 100mm，選取的槽內(nèi)型特征的驅(qū)動(dòng)線(xiàn)長(zhǎng)度和深度按照正態(tài)分布分布在所述范圍，共取60組數(shù)據(jù)；3)對(duì)于槽轉(zhuǎn)角，轉(zhuǎn)角半徑數(shù)據(jù)定為6mm、10mm、12mm、16mm,20mm,夾角數(shù)據(jù)定為30°、45°、60°、75°、90°、120°，轉(zhuǎn)角深度范圍定為3 100mm，深度數(shù)據(jù)滿(mǎn)足正態(tài)分布要求，共取160組槽轉(zhuǎn)角樣本數(shù)據(jù)；c.輪廓，周長(zhǎng)范圍為100(T6000mm，輪廓高度范圍為2(Tl80mm，選取的輪廓的周長(zhǎng)和輪廓高度數(shù)據(jù)按照正態(tài)分布分布在上述范圍，選取40組樣本數(shù)據(jù)；d.圓孔，孔徑范圍定為8 80mm，孔深范圍定為3 50讓?zhuān)x取的孔的直徑數(shù)據(jù)定為8mm、 10mm、20mm、30mm、60mm、80mm，深度數(shù)據(jù)按正態(tài)分布分布在上述范圍，在不同的加工精度的情況下各取50組數(shù)據(jù)；e.非圓孔，非圓孔的周長(zhǎng)范圍定為l(Tl000mm，非圓孔深度定為3 50mm，選取的非圓孔的周長(zhǎng)和深度數(shù)據(jù)按照正態(tài)分布分布在該范圍，選取50組樣本數(shù)據(jù)；按照上述數(shù)據(jù)選取方法，組織樣本，建立典型特征樣本庫(kù)。
7.如權(quán)利要求1所述基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟6基于典型特征樣本庫(kù)中的樣本構(gòu)建BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的方法為以每一類(lèi)的特征建立一個(gè)對(duì)應(yīng)的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入為影響特征加工時(shí)間的幾何參數(shù)及切削參數(shù)，輸出為單個(gè)特征的加工時(shí)間。
8.如權(quán)利要求1所述基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟7提取待預(yù)測(cè)加工時(shí)間零件實(shí)例的加工特征是指通過(guò)獲取零件的加工特征及其參數(shù)，并得到每個(gè)特征或子特征的幾何特征參數(shù)。
9.如權(quán)利要求1所述基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法，其特征在于，所述步驟8預(yù)測(cè)零件加工時(shí)間是指通過(guò)獲取的零件加工特征，將每一個(gè)特征幾何參數(shù)及切削參數(shù)作為對(duì)應(yīng)BP網(wǎng)絡(luò)的輸入，BP網(wǎng)絡(luò)的輸出即是該特征的加工時(shí)間，最后通過(guò)累加零件包含的所有特征的加工時(shí)間，得到零件的總的加工預(yù)測(cè)時(shí)間。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種基于特征樣本的飛機(jī)結(jié)構(gòu)件神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)加工時(shí)間預(yù)測(cè)方法，屬于CAD/CAPP/CAM技術(shù)領(lǐng)域。該方法首先歸納飛機(jī)結(jié)構(gòu)件的典型加工特征，創(chuàng)建典型特征庫(kù)，提煉影響加工時(shí)間的典型加工特征幾何參數(shù)和切削參數(shù)，通過(guò)仿真實(shí)驗(yàn)建立典型特征樣本庫(kù)，基于此樣本庫(kù)構(gòu)建并訓(xùn)練BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，建立零件的數(shù)控加工時(shí)間與特征之間的映射關(guān)系?；谝呀?jīng)訓(xùn)練完成的BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，提取待預(yù)測(cè)零件的加工特征，并以加工特征和切削參數(shù)作為神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)的輸入，預(yù)測(cè)零件的加工時(shí)間。本方法基于特征樣本庫(kù)預(yù)測(cè)加工時(shí)間，進(jìn)一步優(yōu)化了神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，解決了企業(yè)因設(shè)備、加工工藝、制造水平等變化而帶來(lái)的樣本老化、適應(yīng)性差的問(wèn)題，預(yù)測(cè)準(zhǔn)確度和效率高。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102521442SQ201110399718
公開(kāi)日2012年6月27日 申請(qǐng)日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者劉旭, 劉長(zhǎng)青, 李迎光, 湯立民, 王偉, 黎明 申請(qǐng)人:南京航空航天大學(xué)