本發(fā)明涉及工業(yè)生產(chǎn)的智能控制領(lǐng)域，具體涉及一種四軌跡擺輾機(jī)生產(chǎn)工藝自動(dòng)生成的專家系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

擺動(dòng)輾壓簡(jiǎn)稱擺輾，其主要工藝有熱擺輾，冷擺輾、溫?cái)[輾和擺輾鉚接。擺動(dòng)輾壓有著省力、節(jié)材、噪聲小等優(yōu)點(diǎn)，是一種很有發(fā)展前途的工藝。世界上的第一臺(tái)擺輾機(jī)—slick機(jī)于1906年在美國(guó)問世。其發(fā)明者midvale&ordance公司副總裁e.e.slick早在1900年以前就提出了擺輾加工的工藝。此后的很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)，但由于模具壽命、生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益等諸多原因，擺動(dòng)輾壓技術(shù)的發(fā)展在二十世紀(jì)六十年代前都比較緩慢。六十年代之后，由于該技術(shù)的因具有省力和精度高，產(chǎn)品可靠，能降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本，提高企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益等諸多特點(diǎn)得到了人們的重視。世界上各國(guó)都積極從事研究與生產(chǎn)，在世界各地的發(fā)展也比較快速，目前世界上已有美國(guó)、英國(guó)、前蘇聯(lián)、波蘭、捷克、匈牙利、瑞士、法國(guó)、日本、德國(guó)、印度等國(guó)家在從事擺動(dòng)輾壓技術(shù)的研究和生產(chǎn)實(shí)踐工作。

擺輾機(jī)及其微機(jī)控制系統(tǒng)的發(fā)展相比于設(shè)備和工藝的發(fā)展起步較晚，但由于其本身能提高尺寸精度、生產(chǎn)效率、操作安全、實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化等好處，隨著科學(xué)的發(fā)展和擺輾設(shè)備的發(fā)展，電子控制在擺輾設(shè)備中得到了越來越多的應(yīng)用。

計(jì)算機(jī)軟件、硬件的發(fā)展以及智能化的產(chǎn)生為工業(yè)產(chǎn)品的自動(dòng)化生產(chǎn)提供了基礎(chǔ)。擺輾設(shè)備作為生產(chǎn)中經(jīng)常使用到的鍛壓設(shè)備，其控制技術(shù)也有很大的發(fā)展。最早基于擺輾設(shè)備的控制系統(tǒng)是由瑞士schmid公司與日本工株式分別生產(chǎn)的針對(duì)獨(dú)立擺輾設(shè)備自動(dòng)化控制系統(tǒng)，并將生產(chǎn)率提高到每分鐘四到十二件。緊接著，俄羅斯和美國(guó)都對(duì)自產(chǎn)的擺輾生產(chǎn)線研制了一套完善的控制系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)的控制動(dòng)作包括預(yù)先加熱、自動(dòng)上下料以及滑塊進(jìn)給等，提高了產(chǎn)線的工作效率。美國(guó)在擺輾技術(shù)的控制系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)了更多的功能，通過對(duì)agw125擺輾設(shè)備自動(dòng)控制系統(tǒng)的完善，實(shí)現(xiàn)了從毛坯到成型的一體化生產(chǎn)，同時(shí)，為改擺輾設(shè)備設(shè)置自動(dòng)冷卻和潤(rùn)滑系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了agw125擺輾成型的一體化生產(chǎn)控制。

在國(guó)內(nèi)針對(duì)擺輾設(shè)備數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展進(jìn)程中，對(duì)擺輾設(shè)備的控制停留在電子控制技術(shù)層面，主要通過電機(jī)控制按鈕實(shí)現(xiàn)對(duì)擺輾滑塊進(jìn)給運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)點(diǎn)觸式控制。國(guó)內(nèi)學(xué)者羅蘭、葉寒、蔡改貧等學(xué)者分別根據(jù)擺動(dòng)輾壓成型時(shí)滑塊動(dòng)作過程利用plc控制技術(shù)以及限位開關(guān)等實(shí)現(xiàn)了對(duì)擺輾成型滑塊進(jìn)給運(yùn)動(dòng)的控制。

針對(duì)國(guó)內(nèi)擺輾控制技術(shù)的發(fā)展現(xiàn)狀來看，擺動(dòng)輾壓的數(shù)控技術(shù)還有待進(jìn)一步深入的研究使擺輾成型具備更高的生產(chǎn)效率和生產(chǎn)質(zhì)量。由于國(guó)內(nèi)擺輾設(shè)備大多使用繼電器電子控制或者是利用plc和限位開關(guān)實(shí)現(xiàn)控制，這些控制方法使得控制系統(tǒng)具備單一針對(duì)性，不能靈活的運(yùn)用于其它擺輾系統(tǒng)中，一旦擺輾設(shè)備損壞，相應(yīng)的控制系統(tǒng)也就隨之報(bào)廢。使用plc與位移傳感器的結(jié)合將使得控制系統(tǒng)具備更大的靈活性，用戶調(diào)整plc程序以及對(duì)應(yīng)的位移工藝參數(shù)即可針對(duì)不同的工件進(jìn)行最優(yōu)擺輾成型加工。在此基礎(chǔ)上，使用工控設(shè)備作為上位機(jī)，增加人機(jī)交互界面，將使得整個(gè)控制更加人性化。同時(shí)也避免了對(duì)程序的修改這復(fù)雜的步奏，直接通過人機(jī)交互式操作界面的參數(shù)設(shè)置對(duì)plc程序中相應(yīng)變量進(jìn)行對(duì)應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了操作的簡(jiǎn)單化。以此智能化與自動(dòng)化的結(jié)合將更高效的實(shí)現(xiàn)擺輾成型過程，同時(shí)也對(duì)擺輾機(jī)運(yùn)動(dòng)狀態(tài)起到了一定的監(jiān)測(cè)作用。

現(xiàn)階段國(guó)內(nèi)外擺輾機(jī)控制系統(tǒng)存在的問題：擺輾機(jī)的生產(chǎn)設(shè)備控制方式基于plc以及組態(tài)軟件，雖然實(shí)現(xiàn)了對(duì)擺輾機(jī)的生產(chǎn)控制以及運(yùn)行狀態(tài)的監(jiān)控，但是并沒有提出生產(chǎn)工藝自動(dòng)生成以及生產(chǎn)流程自動(dòng)切換的專家系統(tǒng)，難以適應(yīng)多品種、小批量柔性化加工的生產(chǎn)要求，使得擺輾機(jī)的生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量合格率低、自動(dòng)化以及智能化程度低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明要解決的首要技術(shù)問題是，針對(duì)現(xiàn)有擺輾機(jī)技術(shù)存在生產(chǎn)效率低、自動(dòng)化以及智能化水平低的缺陷，提供一種生產(chǎn)效率高、自動(dòng)化以及智能化程度高的四軌跡擺輾機(jī)生產(chǎn)工藝自動(dòng)生成的專家系統(tǒng)；本發(fā)明進(jìn)一步要解決的技術(shù)問題是提供一種四軌跡擺輾機(jī)生產(chǎn)工藝自動(dòng)生成的方法。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：

一種四軌跡擺輾機(jī)生產(chǎn)工藝自動(dòng)生成的專家系統(tǒng)，包括：

人機(jī)交互單元：用于提供人機(jī)交互式操作界面，人機(jī)交互式操作界面用于接收用戶輸入的坯料參數(shù)(體積、齒形、厚度等)，成形件(螺旋錐齒輪、法蘭盤等)的目標(biāo)特征，以及接收安裝在擺輾機(jī)上的電流傳感器、液壓傳感器采集到的數(shù)據(jù)(電流值、液壓值)；

生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)：用于儲(chǔ)存擺輾成形生產(chǎn)中的生產(chǎn)工藝規(guī)則，所述生產(chǎn)工藝規(guī)則為成形件的目標(biāo)特征與生產(chǎn)工藝參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元：用于將用戶輸入的坯料參數(shù)以及成形件的目標(biāo)特征進(jìn)行處理，再將處理后的信息與生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)中的生產(chǎn)工藝規(guī)則進(jìn)行匹配，得到擺輾成形過程中最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)(軌跡、坯料溫度、每轉(zhuǎn)進(jìn)給量等)；

系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出單元：用于將生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元推理出的最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行處理，使其成為擺輾機(jī)控制系統(tǒng)識(shí)別的信號(hào)，并上傳至擺輾機(jī)控制系統(tǒng)中，通過對(duì)擺輾機(jī)控制系統(tǒng)參數(shù)的修改，實(shí)現(xiàn)對(duì)擺輾機(jī)的實(shí)時(shí)控制。

按上述方案，所述人機(jī)交互式操作界面包括：

參數(shù)輸入窗口：用于接收用戶輸入的坯料參數(shù)以及電流傳感器、液壓傳感器采集到的數(shù)據(jù)；

生產(chǎn)目標(biāo)設(shè)置窗口：用于接收用戶輸入的成形件的目標(biāo)特征；

高級(jí)用戶窗口：用于接收高級(jí)用戶或知識(shí)工程師對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)中的專家知識(shí)進(jìn)行修改、更新操作指令。

按上述方案，所述人機(jī)交互式操作界面還包括解釋模塊，解釋模塊用于在專家系統(tǒng)與用戶交互過程中，將推理過程的依據(jù)通過人機(jī)交互式操作界面反饋給用戶。

按上述方案，所述生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元還包括自學(xué)習(xí)模塊，自學(xué)習(xí)模塊用于更新和修改已有的規(guī)則，從而不斷擴(kuò)充生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)。

按上述方案，所述生產(chǎn)工藝參數(shù)至少包括擺頭軌跡、擺頭傾角、每轉(zhuǎn)下壓量、每轉(zhuǎn)最小下壓量、報(bào)警反饋值。

按上述方案，所述生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)的生產(chǎn)工藝規(guī)則表示形式為：rule(規(guī)則序號(hào)，結(jié)論，規(guī)則類型，可信度因子)；當(dāng)坯料參數(shù)以及成形件的目標(biāo)特征與生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)中的生產(chǎn)工藝規(guī)則相匹配時(shí)，規(guī)則成立，并顯示在人機(jī)交互式操作界面上；根據(jù)生產(chǎn)工藝參數(shù)，生產(chǎn)工藝規(guī)則的類型至少包括擺頭軌跡規(guī)則、擺頭傾角規(guī)則、每轉(zhuǎn)下壓量規(guī)則、每轉(zhuǎn)最小下壓量規(guī)則和報(bào)警反饋規(guī)則，具體規(guī)則開發(fā)如下：

1)擺頭軌跡規(guī)則的開發(fā)：圓軌跡適用于法蘭、制動(dòng)盤回轉(zhuǎn)體零件的成形；直線軌跡適用于齒條長(zhǎng)條形零件的成形；螺旋線軌跡適用于法蘭狀零件的成形；多葉玫瑰線軌跡適用于錐齒輪、離合器表面結(jié)構(gòu)零件的成形；

2)擺頭傾角規(guī)則的開發(fā)：擺頭傾角有兩種參數(shù)，2°和3°，當(dāng)坯料屬于厚重件時(shí)，即工件的高徑比大于0.5的時(shí)候，選擇2°；當(dāng)坯料高徑比等于或低于0.5時(shí)，選擇3°；

3)每轉(zhuǎn)下壓量規(guī)則的開發(fā)：每轉(zhuǎn)下壓量等于進(jìn)給速度乘以60再除以擺頭轉(zhuǎn)速，當(dāng)擺頭轉(zhuǎn)速低于30的時(shí)候，系統(tǒng)報(bào)警燈亮，并且在報(bào)警欄中提示擺頭轉(zhuǎn)速太??；當(dāng)擺頭轉(zhuǎn)速大于300時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警燈亮，提示擺頭轉(zhuǎn)速過大，并且觸發(fā)程序終止信號(hào)；

4)每轉(zhuǎn)最小下壓量規(guī)則的開發(fā)：根據(jù)坯料高度、坯料半徑以及擺頭傾角參數(shù)運(yùn)算得出每轉(zhuǎn)最小下壓量，當(dāng)實(shí)際每轉(zhuǎn)下壓量小于每轉(zhuǎn)最小下壓量時(shí)，系統(tǒng)發(fā)出警報(bào)，并在報(bào)警顯示欄中顯示每轉(zhuǎn)下壓量過小，并且觸發(fā)程序終止信號(hào)；

5)報(bào)警反饋規(guī)則開發(fā)：專家系統(tǒng)將從擺輾機(jī)所采集到的“電流值”、“液壓值”(電流傳感器、液壓傳感器采集到的數(shù)據(jù))與用戶輸入的報(bào)警值即“電流上限值”、“液壓上限值”作比較，當(dāng)“電流值”、“液壓值”大于報(bào)警值的時(shí)候觸發(fā)報(bào)警，同時(shí)終止程序。

按上述方案，所述生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)包括直接知識(shí)庫(kù)和間接知識(shí)庫(kù)，直接知識(shí)庫(kù)中，規(guī)則的條件和結(jié)論直接對(duì)應(yīng)；間接知識(shí)庫(kù)中，規(guī)則的條件和結(jié)論間接對(duì)應(yīng)。

按上述方案，所述生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元中，輸入坯料參數(shù)以及成形件的目標(biāo)特征與生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)中多條生產(chǎn)工藝規(guī)則相匹配時(shí)，選擇可信度因子最高的生產(chǎn)工藝規(guī)則為匹配規(guī)則。

本發(fā)明還提供了一種基于上述專家系統(tǒng)的四軌跡擺輾機(jī)生產(chǎn)工藝自動(dòng)生成的方法，包括以下步驟：

s1、用戶通過人機(jī)交互單元的人機(jī)交互式操作界面輸入坯料參數(shù)以及成形件的目標(biāo)特征；

s2、擺輾機(jī)啟動(dòng)，與此同時(shí)，專家系統(tǒng)運(yùn)行；

s3、生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元根據(jù)用戶輸入的信息，通過模糊邏輯的方法進(jìn)行模糊化處理，與專家系統(tǒng)內(nèi)的生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)中的生產(chǎn)工藝規(guī)則進(jìn)行匹配以及計(jì)算，得到擺輾成形過程中最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)以及預(yù)警參數(shù)；

s4、系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出單元將生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元推理出的最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行處理，使其成為擺輾機(jī)控制系統(tǒng)識(shí)別的信號(hào)，并上傳至擺輾機(jī)控制系統(tǒng)中。

按上述方案，所述方法還包括：專家系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元通過自學(xué)習(xí)模塊根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)自身的學(xué)習(xí)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的情況獲取新的規(guī)則，不斷更新和修改已有的規(guī)則，從而不斷擴(kuò)充生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下有益效果：本發(fā)明專家系統(tǒng)運(yùn)用于齒輪、盤類、半軸類件的擺輾生產(chǎn)，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝的優(yōu)化及智能控制，能有效提高生產(chǎn)效率、自動(dòng)化水平以及產(chǎn)品合格率；本發(fā)明四軌跡擺輾機(jī)生產(chǎn)工藝自動(dòng)生成的方法基于上述專家系統(tǒng)，所述專家系統(tǒng)和方法結(jié)合實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)工藝參數(shù)的優(yōu)化配置及智能控制。

附圖說明

圖1是本發(fā)明基于專家系統(tǒng)的四軌跡擺輾機(jī)生產(chǎn)工藝自動(dòng)生成的方法流程圖；

圖2是本發(fā)明實(shí)施例專家系統(tǒng)人機(jī)交互界面示意圖；

圖3是本發(fā)明實(shí)施例專家系統(tǒng)程序框圖；

圖4是圖3中專家系統(tǒng)程序的擺頭軌跡規(guī)則子程序框圖；

圖5是圖3中專家系統(tǒng)程序的擺頭傾角規(guī)則子程序框圖；

圖6是圖3中專家系統(tǒng)程序的擺頭傾角規(guī)則子程序框圖；

圖7是圖3中專家系統(tǒng)程序的每轉(zhuǎn)最小下壓量規(guī)則子程序框圖；

圖8是圖3中專家系統(tǒng)程序的報(bào)警反饋規(guī)則子程序框圖；

圖9是本發(fā)明實(shí)施例可嵌入的專家系統(tǒng)子程序。

具體實(shí)施方式

以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)一步的描述，所舉實(shí)例只用于解釋說明本發(fā)明，并非限定本發(fā)明的應(yīng)用范圍。

專家系統(tǒng)(es)一般稱為基于知識(shí)的專家系統(tǒng)。在國(guó)外，從20實(shí)際60年代中期起步至今，專家系統(tǒng)發(fā)展迅速，如今專家系統(tǒng)已經(jīng)滲透到社會(huì)科技生活各個(gè)領(lǐng)域。國(guó)內(nèi)在專家系統(tǒng)方面的研制工作起步較晚，在中醫(yī)專家系統(tǒng)方面有一定的優(yōu)勢(shì)，但在像擺輾機(jī)控制系統(tǒng)這樣的工業(yè)領(lǐng)域應(yīng)用較少，還有很大的發(fā)展空間。

專家系統(tǒng)是一種智能計(jì)算機(jī)程序系統(tǒng)。它擁有一定數(shù)量的人類專家知識(shí)，能使用這些知識(shí)來做出判斷推理，在解決困難、復(fù)雜的實(shí)際問題時(shí)能達(dá)到專家級(jí)水平。專家系統(tǒng)的顯著特點(diǎn)是具有推理能力，并且可以有效地保存和移植專家知識(shí)，使得各領(lǐng)域?qū)＜液蛯＜抑R(shí)不受時(shí)間和控件的約束，為更多專業(yè)的管理人員提供各種咨詢、分析和決策，從而更廣闊地在各領(lǐng)域中發(fā)揮作用。

本發(fā)明實(shí)施例所述的四軌跡擺輾機(jī)生產(chǎn)工藝自動(dòng)生成的專家系統(tǒng)，包括：

人機(jī)交互單元：用于提供人機(jī)交互式操作界面，人機(jī)交互式操作界面用于接收用戶輸入的坯料參數(shù)以及成形件的目標(biāo)特征；人機(jī)交互式操作界面至少包括：參數(shù)輸入窗口：用于接收用戶輸入的坯料參數(shù)；生產(chǎn)目標(biāo)設(shè)置窗口：用于接收用戶輸入的成形件的目標(biāo)特征；高級(jí)用戶窗口：用于接收高級(jí)用戶或知識(shí)工程師對(duì)生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)中的專家知識(shí)進(jìn)行修改、更新操作指令；人機(jī)交互式操作界面還包括解釋模塊，解釋模塊用于在專家系統(tǒng)與用戶交互過程中，將推理過程的依據(jù)通過人機(jī)交互式操作界面反饋給用戶。

生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)：用于儲(chǔ)存擺輾成形生產(chǎn)中的生產(chǎn)工藝規(guī)則，所述生產(chǎn)工藝規(guī)則為成形件的目標(biāo)特征與生產(chǎn)工藝參數(shù)的對(duì)應(yīng)關(guān)系；

生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元：用于將用戶輸入的坯料參數(shù)，電流傳感器、液壓傳感器采集到的數(shù)據(jù)以及成形件的目標(biāo)特征進(jìn)行處理，再將處理后的信息與生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)中的生產(chǎn)工藝規(guī)則進(jìn)行匹配，得到擺輾成形過程中最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)；生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元還包括自學(xué)習(xí)模塊，自學(xué)習(xí)模塊用于更新和修改已有的規(guī)則，從而不斷擴(kuò)充生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)；

系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出單元：用于將生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元推理出的最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行處理，使其成為擺輾機(jī)控制系統(tǒng)識(shí)別的信號(hào)，并上傳至擺輾機(jī)控制系統(tǒng)中。

如圖1～圖3所示，本發(fā)明實(shí)施例基于上述專家系統(tǒng)的四軌跡擺輾機(jī)生產(chǎn)工藝自動(dòng)生成的方法，包括以下步驟：

s1、用戶通過圖2所示的人機(jī)交互單元的人機(jī)交互式操作界面輸入坯料參數(shù)，電流傳感器、液壓傳感器采集到的數(shù)據(jù)以及成形件的目標(biāo)特征；

s2、擺輾機(jī)啟動(dòng)，與此同時(shí)，專家系統(tǒng)運(yùn)行；

s3、生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元根據(jù)用戶輸入的信息，通過模糊邏輯的方法進(jìn)行模糊化處理，與專家系統(tǒng)內(nèi)的生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)中的生產(chǎn)工藝規(guī)則進(jìn)行匹配以及計(jì)算，得到擺輾成形過程中最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)以及預(yù)警參數(shù)；

s4、系統(tǒng)數(shù)據(jù)輸出單元將生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元推理出的最佳生產(chǎn)工藝參數(shù)進(jìn)行處理，使其成為擺輾機(jī)控制系統(tǒng)識(shí)別的信號(hào)，并上傳至擺輾機(jī)控制系統(tǒng)中，通過對(duì)擺輾機(jī)控制系統(tǒng)參數(shù)的修改，實(shí)現(xiàn)對(duì)擺輾機(jī)的實(shí)時(shí)控制。

四軌跡擺輾機(jī)專家系統(tǒng)的推理模型采用基于規(guī)則的模型，即根據(jù)前人的研究的成果以及實(shí)際操作的經(jīng)驗(yàn)，并將這些經(jīng)驗(yàn)歸納總結(jié)成一條條知識(shí)儲(chǔ)存在知識(shí)庫(kù)中。用戶在人機(jī)交互式操作界面上輸入?yún)?shù)或電流傳感器、液壓傳感器采集到的數(shù)據(jù)時(shí)，程序就開始將這些參數(shù)與知識(shí)庫(kù)中的各條知識(shí)進(jìn)行匹配，當(dāng)條件與知識(shí)相匹配時(shí)，系統(tǒng)就將該條經(jīng)驗(yàn)提取出來，并轉(zhuǎn)化為控制系統(tǒng)可以識(shí)別的信號(hào)，并上傳到控制系統(tǒng)中去。

比如if成型件為“離合器”，then擺輾機(jī)擺頭的軌跡為“玫瑰線”；又比如if擺頭轉(zhuǎn)速高于300r/min時(shí)，then系統(tǒng)將會(huì)發(fā)出警報(bào)，并觸發(fā)系統(tǒng)停止程序。

在專家系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元中，推理的過程是建立在邏輯運(yùn)算的基礎(chǔ)上的。當(dāng)程序啟動(dòng)時(shí)，專家系統(tǒng)就會(huì)將用戶輸入的信息以及電流傳感器、液壓傳感器采集到的擺輾機(jī)運(yùn)行狀態(tài)的信息與生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)中的相應(yīng)的規(guī)則進(jìn)行匹配，如軌跡規(guī)則，預(yù)警規(guī)則等。當(dāng)這些信息與生產(chǎn)工藝規(guī)則相匹配時(shí)，就會(huì)觸發(fā)值改變，即輸出值為真或假，并執(zhí)行下一步的程序，直到得出最終的結(jié)果。

生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)的生產(chǎn)工藝規(guī)則表示形式為：rule(規(guī)則序號(hào)，結(jié)論，規(guī)則類型，可信度因子)。根據(jù)四軌跡擺輾機(jī)的實(shí)際需要，生產(chǎn)工藝參數(shù)至少包括擺頭軌跡、擺頭傾角、每轉(zhuǎn)下壓量、最小下壓量、報(bào)警反饋值，則實(shí)施例中專家系統(tǒng)生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)的生產(chǎn)工藝規(guī)則至少包括擺頭軌跡規(guī)則、擺頭傾角規(guī)則、每轉(zhuǎn)下壓量規(guī)則、每轉(zhuǎn)最小下壓量規(guī)則和報(bào)警反饋規(guī)則，具體規(guī)則開發(fā)如下：

1)擺頭軌跡規(guī)則的開發(fā)：采用labview作為編程軟件，labview框圖式程序語言使編程效率可以更高；圓軌跡適用于法蘭、制動(dòng)盤等回轉(zhuǎn)體零件的成形；直線軌跡適用于齒條等長(zhǎng)條形零件的成形；螺旋線軌跡適用于心部要求較高的法蘭狀零件的成形；多葉玫瑰線軌跡適用于錐齒輪、離合器等表面結(jié)構(gòu)零件的成形。在擺頭軌跡的編程時(shí)，采用字符串的方式，將每種類型的零件表示為字符串，在人機(jī)交互界面上添加一個(gè)字符串“成型件類型”的輸入窗口，用戶在此輸入成型件類型，專家系統(tǒng)將該字符串與生產(chǎn)工藝規(guī)則中的字符串相匹配，當(dāng)兩者相等時(shí)，便輸出所需要的軌跡，如if成型件類型等于法蘭，then軌跡輸出為圓；隨后用戶去切換軌跡轉(zhuǎn)換器中的按鈕，將擺頭軌跡轉(zhuǎn)換為圓軌跡，擺頭軌跡規(guī)則子程序框圖如圖4所示。

2)擺頭傾角規(guī)則的開發(fā)：擺頭傾角有兩種參數(shù)，2°和3°，當(dāng)坯料屬于厚重件時(shí)，即工件的高徑比大于0.5的時(shí)候，選擇2°；當(dāng)坯料高徑比等于或低于0.5時(shí)，選擇3°。開發(fā)程序時(shí)，首先在人機(jī)交互式操作界面上添加“坯料高度”和“坯料半徑”兩個(gè)數(shù)值輸入窗口，通過公式運(yùn)算得出坯料的高徑比，并將該值與0.5作比較，大于0.5使，輸出信號(hào)為真，小于0.5時(shí)輸出信號(hào)為假。并將該信號(hào)接入一個(gè)選擇函數(shù)，選擇函數(shù)接收到的信號(hào)為真時(shí)，選擇2°，接收到的信號(hào)為假時(shí)，選擇3°，擺頭傾角規(guī)則子程序框圖如圖5所示。

3)每轉(zhuǎn)下壓量規(guī)則的開發(fā)：在人機(jī)交互界面上，添加“擺頭轉(zhuǎn)速”以及“進(jìn)給速度”兩個(gè)參數(shù)輸入欄，在程序框圖中通過公式運(yùn)算，得出每轉(zhuǎn)下壓量。每轉(zhuǎn)下壓量等于進(jìn)給速度乘以60再除以擺頭轉(zhuǎn)速。并且，將擺頭轉(zhuǎn)速與30和三百作比較，當(dāng)?shù)陀?0的時(shí)候，系統(tǒng)報(bào)警燈亮，并且在報(bào)警欄中提示擺頭轉(zhuǎn)速太小；當(dāng)擺頭轉(zhuǎn)速大于300時(shí)，系統(tǒng)報(bào)警燈亮，提示擺頭轉(zhuǎn)速過大，并且會(huì)觸發(fā)程序終止信號(hào)，每轉(zhuǎn)下壓量規(guī)則子程序框圖如圖6所示(每轉(zhuǎn)下壓量的計(jì)算即報(bào)警程序)。

4)每轉(zhuǎn)最小下壓量規(guī)則的開發(fā)：專家系統(tǒng)根據(jù)坯料高度、坯料半徑以及前文所得到的擺頭傾角等參數(shù)通過公式進(jìn)行運(yùn)算，得出每轉(zhuǎn)最小下壓量，并將該數(shù)據(jù)與擺輾機(jī)實(shí)際的每轉(zhuǎn)下壓量進(jìn)行比較，當(dāng)實(shí)際每轉(zhuǎn)下壓量小于每轉(zhuǎn)最小下壓量時(shí)，系統(tǒng)便會(huì)發(fā)出警報(bào)，并在報(bào)警顯示欄中顯示每轉(zhuǎn)下壓量過小，并且會(huì)觸發(fā)程序終止信號(hào)；每轉(zhuǎn)最小下壓量計(jì)算公式為其中，h為坯料高度，r為坯料半徑，γ為擺頭傾角；在程序框圖中使用公式編輯器函數(shù)進(jìn)行公式運(yùn)算，每轉(zhuǎn)最小下壓量規(guī)則子程序框圖如圖7所示。

5)報(bào)警反饋規(guī)則開發(fā)：專家系統(tǒng)將從擺輾機(jī)所采集到的“電流值”、“液壓值”與用戶輸入的報(bào)警值即“電流上限值”、“液壓上限值”作比較，當(dāng)“電流值”、“液壓值”大于相應(yīng)報(bào)警值的時(shí)候便會(huì)觸發(fā)報(bào)警，同時(shí)終止程序；在報(bào)警指示燈上添加屬性節(jié)點(diǎn)函數(shù)，當(dāng)報(bào)警時(shí)，報(bào)警燈閃爍；同時(shí)通過邏輯運(yùn)算，當(dāng)觸發(fā)報(bào)警時(shí)，同時(shí)終止程序。報(bào)警反饋規(guī)則子程序框圖如圖8所示。

生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)包括直接知識(shí)庫(kù)和間接知識(shí)庫(kù)，直接知識(shí)庫(kù)中，規(guī)則的條件和結(jié)論直接對(duì)應(yīng)；間接知識(shí)庫(kù)中，規(guī)則的條件和結(jié)論間接對(duì)應(yīng)。

生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元中，輸入坯料參數(shù)以及成形件的目標(biāo)特征與生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)中多條生產(chǎn)工藝規(guī)則相匹配時(shí)，選擇可信度因子最高的生產(chǎn)工藝規(guī)則為匹配規(guī)則。

專家系統(tǒng)的生產(chǎn)工藝參數(shù)配置推理單元還通過自學(xué)習(xí)模塊根據(jù)實(shí)際需要實(shí)現(xiàn)自身的學(xué)習(xí)，根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)的情況獲取新的規(guī)則，不斷更新和修改已有的規(guī)則，從而不斷擴(kuò)充生產(chǎn)工藝參數(shù)知識(shí)庫(kù)。

本發(fā)明中，專家系統(tǒng)根據(jù)用戶所輸入的成形件的齒形，外觀等特征，采用逆向模糊推理“模糊拒取式”的模型，反向推導(dǎo)出擺輾機(jī)輾壓該種類型的工件所適合的擺頭軌跡；同時(shí)，根據(jù)徑高比來選取擺頭的傾角，通過翻閱文獻(xiàn)得知，徑高比大于0.5的工件屬于厚件，傾角過大會(huì)導(dǎo)致出現(xiàn)輾不透等缺陷，因此，工件徑高比大于0.5擺頭傾角選擇2°；工件厚度，坯料半徑，擺頭轉(zhuǎn)速，進(jìn)給速度等一系列參數(shù)通過相應(yīng)的公式計(jì)算出每轉(zhuǎn)下壓量，當(dāng)該參數(shù)超過擺輾機(jī)的負(fù)荷專家系統(tǒng)就會(huì)發(fā)揮警報(bào)提醒用戶更改工藝參數(shù)。將專家系統(tǒng)設(shè)置成一個(gè)子程序(如圖9所示)，并嵌入到擺輾機(jī)的控制系統(tǒng)中，使得專家系統(tǒng)和擺輾機(jī)控制系統(tǒng)能同步運(yùn)行，并將生成的參數(shù)實(shí)時(shí)上傳至擺輾機(jī)控制系統(tǒng)中。

應(yīng)當(dāng)理解的是，對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來說，可以根據(jù)上述說明加以改進(jìn)或變換，而所有這些改進(jìn)和變換都應(yīng)屬于本發(fā)明所附權(quán)利要求的保護(hù)范圍。