1、自動尺寸標注用于塑料注射模設計和制造摘要：基準尺寸（或者坐標尺寸）技術在表面有大量必須有規定的孔特征的注射 模具畫圖方面有非常廣泛的應用。盡管商業的CAD/CAM系統提供了半自動工具來 協助設計者進行尺寸確定，但它仍然是個非常復雜的過程。作為使用者，不得不 進行每個尺寸標記的位置規定。這篇文章講的是一種最優的尺寸標記的全自動方 法。這種方法采用的是動態工程技術， 在尊重用戶所選擇的標準前提下， 使尺寸 確定最優化。這種方法已經作為一種工具插到了商業的 CAD/CAM系統中，并且給 出了一些實例來說明這個技術的重要特征。關鍵字：自動尺寸基準尺寸動態工程最優尺寸坐標尺寸1介紹：CAD/CAM現在被

2、廣泛用于塑料注塑模具行業。許多公司使用的是固體建模系統的注射模設計。他們用CADS統來設計，不僅僅是核心和孔插入到模具（他們是形成模具最重要部分），同時也是在模具裝配中其他所有部分。 隨著互 聯網技術的進步和最近CAD網絡通信的發展，注射模具的設計信息可以在產品工 程師（設計塑料部件）和刀具工程師（設計注射模具），甚至他們位于世界上不 同區域。在設計信息通過電子方式在產品設計和刀具設計中可以有效的交流，制造信息通信在電子和傳統技術共同作用下在車間完成。數控機床刀具軌跡或者檢 查指令可以直接從CAD/CAM和互聯網下載給數控控制器進行加工或者進行檢查 工作。然而，對于一個專門機器來說建立一個說明

3、書或許在工程圖紙中規定。另外，不是所有的加工任務都是在數控機床上完成。出于成本預算的考慮，一些傳統機床，例如鉆床和磨床等，可以方便用傳統刀具完成。通常工程圖紙也在車間 里的工程信息通信中扮演重要角色。正交投影工程圖紙可以從CAD莫型中自動產 生。零件尺寸自動工具同樣由商業 CADS統提供。然而，就像有人指出的，那些 尺寸工具不能夠根據圖紙標準和工廠通常采用的工程方法來生成尺寸。矚慫潤厲釤瘞睞櫪廡賴。在注射模具的特殊要求中，孔特征的基準尺寸（或坐標尺寸）應用得非常廣泛。圖1展示了一張在一個模具制造公司的工廠中可以找到的典型詳細的圖紙。在圖中表明了孔特征和用來規定這些孔位置的基準尺寸。 可以發現這

4、些尺寸顯得非常 擁擠，并且人工的來確定這些基準尺寸的位置是非常繁重的工作。最終這張滿帶尺寸的圖紙的質量很大程度上依賴于這張圖紙繪圖員的經驗。聞創溝燴鐺險愛氌譴凈。這項研究的目的是發明一種能夠從一個給定的注射模具的零件上自動的產生基 準尺寸。尺寸結果必須滿足兩個要求：第一，任意兩個尺寸標記不能夠重疊；第二，尺寸標記必須盡可能的接近被測特征。這個問題的關鍵是研究一種使基準尺 寸位置的最優化的方法。殘騖樓諍錈瀨濟溆塹籟。3rT；e3oe©eeeUH-t1:S"IsA2)圖1:使用基準標注在圖紙的塑料注射模零件2:相關的工作尺寸和公差是密切相關的過程，在指定的大小和位置信息的特征在

5、機械零件或裝 配的，在過去，大部分的研究工作集中在公差。釅錒極額閉鎮檜豬訣錐。主要研究的問題是公差表示，分析與綜合。公差表示關注的是納入產品的公差信 息建模方案。包括固體偏移方法開發的雷奎卡，空間的可行性方法提出的特納， 和方案由斯羅切斯，更詳細的審查發現在羅伊等人和余等人。公差分析目的是確 定的綜合效應部分公差，裝配公差。它可以用來驗證一個給定的已知或假定的設 計變化個別部分尺寸的功能。包括公差分析技術蒙特卡洛模擬和直接線性化方 法。公差分析的主要目的是在分析部分的基礎上給出的公差功能要求的組件。最近，伊斯蘭報告用并行工程的辦法來解決這個問題。根據系統功能需求分析從不 同客戶的要求和技術要求

6、，從工程的考慮，一種提取三維要求的方法正在開發。彈貿攝爾霽斃攬磚鹵廡。一個軟件原型FDT的支持也是很發達的實施方法。FDT提供了工具為代表的功能 需求、尺寸、公差和過程能力成為一個功能要求 /維度矩陣。占領的功能矩陣方 程然后分成好幾組，每組則是使用一個求解策略解決具體的功能要求和公差的問 題有關。更詳細的綜述寬容分析和合成,可以發現,在羅伊和Ngoi、Ong和Hong Cha ng=謀蕎摶篋飆鐸懟類蔣薔。研制開發了具有一定特色的幾種方法自動生成尺寸的CAD莫型的一部分。Yue n早期嘗試報道在自動計量部分代表了建設性的立體幾何實體造型技術(CSG)。從平面面和軸分氣缸提取的實體模型。坐標點排

7、列在一個樹狀結構的線性維生成三 個主要方向。一個簡單的技術，直徑和徑向尺寸也報告。其他早期作品中自動標 注已總結余等人，最近，陳等人報告更深入研究的自動標注。 他們的方法分析了 維冗余、尺寸方案確定特有的特征模式、選擇合適的觀點來指定尺寸，并確定適當位置空間的使用專家系統方法。專家系統分析的幾何和拓撲結構的特點是尺寸 并確定一個位置的基礎上把維度的一套規則相關尺寸特征電流。一維的放置，一個被禁止的地區建造所有隨后的尺寸不會存放于此區。這就避免交叉、重疊在兩 個維度。廈礴懇蹣駢時盡繼價騷。限制在現有方法的凹槽尺寸是由連續的本質的方法。例如，在陳的方法的特點是要標注的優先次序，以及位置空間維度的決

8、心一次又一次。該方法不適合的位置 尺寸的確定基準，尤其當尺寸很擁擠，在案件的注塑模具板。這是因為一個基準的 位置尺寸會影響另一個維度的位置，可能位于遠離當前的維度。摘要本文報告我 們的工作安置問題解決基準尺寸。的主要貢獻我們的工作是開發的一種新方法 決定每個數據位置的優化尺寸。使用動態規劃的優化方法，該方法克服了序貫方法的局限性，應用于現有的方法。如圖的替代形式。2 b是必需的。這個尺寸標簽 移向下或向上的位置，用于防止從默認重疊。，如圖2 c,轉移尺寸標簽的獲得是通 過打破了單一的延伸線的尺寸分三段：兩個水平段由一個斜段連接。在何種程度 上尺寸標簽可以轉移是由三個因素:(1) a折線法的角度

9、，這是夾角斜段和水平段 尺寸線;(2)邊緣之間的距離米尺寸文本和部分邊界；(3) fi的特征位置(x fi , y fi )這兩個極端立場(i.e.最根本的位置ymaX和最低位置ymin)給出了空間的標簽：煢楨廣鰳鯡選塊網羈淚。ymax I = y f I +(x f I + m) tan aymin I = y f I -(x f I +m) tan a )3.基本特征尺寸數據在基準尺寸、位置的一個特點是指定的水平和垂直距離的位置的借鑒和參考數據 特征。默認的形式的基準尺寸如圖 2。當垂直距離是兩個特征尺寸小于尺寸標簽 的大小（i.e.總和的最小尺寸文本高度和間距尺寸文本相鄰 ）。鵝婭盡損鵪

10、慘歷蘢鴛賴。3 LUO /1WkJc1ZX1UI/V ukJ IM IL * -rniiLzi JI .汁二口小門圖2:基本特征的基準尺寸4自動數據維客觀的自動標注系統數據來找到一個最佳位置為每個數據維度。這個過程包括兩個階段的操作：準備階段和優化階段。在準備階段、主要參數的優化過程方便、 就必成立。可行性的尺寸將所有的功能使用給定的折線角度，邊緣偏移大小和尺 寸標簽也會被測試。在優化階段，動態規劃方法求解。標簽位置尺寸可以優化就 不同的標準，包括對應的各個方面的轉變，從他們的默認地點，或者最大化使用默 認的形式當做很多當做可能的。 籟叢媽羥為贍債蟶練淨。4.1準備階段尺寸的特點是第一次被分為

11、一個或更多的特性集。為每一個特征集的特點，存在著至少一種其他的特征集，他們之間的垂直距離小于尺寸標簽的大小。 換句話說, 一個特征集的特點，在不能使用的默認尺寸完全非重疊形式的相鄰尺寸標簽。相 反，最多不超過一個的特征能夠使用默認的語句，而所有他人的需要使用替代形 式。有關尺寸標簽的設置有一個特點的集合稱為維塊。配置是指一個維度的表現 形式及塊面維度的位置尺寸街區。每個位置尺寸的塊，它的形態具有獨特的定義。 圖3顯示兩個特征集和他們兩個不同維度塊配置。預頌圣鉉儐歲齦訝驊糴。1以簡化的解釋技術，只有垂直尺寸放置在左手邊的部分進行了討論。該方法開 發一般也可以應用于其它方面的作用。滲釤嗆儼勻諤鱉調

12、硯錦。圖3。特性集和不同結構尺寸的塊dimension block rfjdimcDisioti block J；seis and dinicnsioii blocks.dicnension hlock c/?dimmEion blok di、r'datufe J KtX?fcatii t、曰f；丈.oc31削1訶U.QC1：.：10 Jl：in：Dinwnsiou blocks 曲 diflrcnt conHuraiioiis.定義1：有效的配置。一個配置一個維度塊有效如果沒有重疊，在任何一個維度的 標簽尺寸阻擋、每個維度標簽的關鍵在于它的極端的立場。鐃誅臥瀉噦圣騁貺頂廡。組塊的尺寸

13、如圖3b是有效的。兩個例子配置如圖無效的第四位。 配置如圖。4a 是無效的，因為兩個維度標簽重疊。對于配置如圖。4 b、擴展線的尺寸的標簽14.00最低的地位，而所需的位置尺寸標簽超過該最低的位置。擁締鳳襪備訊顎輪爛薔。定義2:極度的配置。有兩個極端的配置：至上和最低配置。一個層面是在最塊（最 低）配置維塊是有效的，并且是在一個位置，任何其他位置較高（較低）的結果導致 了一個無效的配置。配置一個維度的極端的塊 di得到用Ymax贓熱俁閫歲匱閶鄴鎵騷。i 和 Ymin圖4。配置一個維度的無效塊衛) Overlap of dimension tags.(b) Dimension tag lies

14、beyond extreme position圖5。在極端的配置尺寸塊33.00A dimension block at the upmost configuration.A dimension block at the (b downmo s I conligura lion”圖5顯示一個維度的一塊在其至上的配置。不能移動更上一層樓，因為尺寸的標簽29.5最高位置。圖5 b顯示在一個維度最低配置塊。因為它不能進一步向下 尺寸標簽14.00是最低的位置。壇搏鄉囂懺蔞鍥鈴氈淚。配置一個維度的極端的區塊中的兩個重要參數，將被用于優化過程。他們同樣有 用的測試是否可行的特征尺寸沒有任何重疊尺寸標簽。

15、研究表明，兩種性質是有 用的在發展一種極端的確定方法配置。蠟變黲癟報倀鉉錨鈰贅。性質1:。在一維塊至上（最低）結構,它的維度中，至少有一個標簽是在至上（最低） 的位置。性質2:。一個維度有有效的配置塊當且僅當它有極端的配置。性質1能經受的矛盾。假設一個維度是在最塊（最低）配置，以及其任何尺寸標簽 在他們至上（最低）位置。因為所有的尺寸標簽并沒有達到至上 （最低）的位置,他 們就都可以被移動（下）同時向上的效果是相同的，直到他們中的任何一個人到達 了它的至上（最低）的位置。當所有尺寸標簽同時移動的效果是相同的尺寸標簽不 重疊,從而產生的配置是否還有效和較高（較低）的位置比原來的配置。假設這違 反

16、了原來的配置是至上（最低）的配置。買鯛鴯譖曇膚遙閆擷凄。性質2可以直接可證。給定一個有效的配置，尺寸塊（向下）向上移動到一個或多 個標簽維度及其至上（最低）的位置。因為所有的尺寸標簽同時移動的效果是相同 的，重疊不發生。此外，維塊動搖向上（計）不應受到任何進一步的配置，因為它的 維度中，至少有一個標簽是在至上（最低）的位置。根據定義2,因此而產生的配置 至上（最低）的配置。另一方面，很明顯,如果一個維度塊極端配置，然后它有一個 有效的配置,因為極端的配置,通過定義、有效。綾鏑鯛駕櫬鶘蹤韋轔糴。性質2表明,結構的一個維度的極端塊可以通過調查極端立場空間的標簽在一個街區。一個維度的配置,可以通過指

17、定的尺寸yi, i =1, 2, . . ., n ,，而yi是功能設置 fi 位置的標注問題的特征。這就意味著 fi 是以升序排列的垂直位置（i.e. y f i > y f j if i > j ）.然后,為了避免重疊的標簽尺寸、位置與尺寸的標簽，給出了 ：驅躓髏彥浹綏譎飴憂錦。yi = （i - 1） x SIZE+ y1； ni > 2 （2）在尺寸大小和尺寸標簽的位置y1是第一特征尺寸標簽（f1）的集合。y1也用作參考 位置的尺寸塊。配置有效的全部尺寸的標簽必須躺下自己的至上地位，通過實驗1。那就是:Ymax I > yi 和 Ymax i > （ i

18、-1）x SIZE + yi上述的關系必須滿足所有的i。因此，最高允許值為yi取決于：Min IymaxI-（i - 1） x SIZE（3）Eq。2賦值與yi，則一個或幾個yi與ymax相等。其他的yi都小于ymax。因為沒有其他較大值結 果的yi配置,滿足：ymaxi > yi ,結果配置，如果有效，則是最根本的配置。貓蠆驢繪燈鮒誅髏貺廡。然而，在這種情況下可能的一些 yi由公式2小于ymin i .因此，對每個yi進行檢查。如果所有的i 滿足yi > ymin i，然后最根本的配置就被發現。如果所有的i滿足yi < ymin i，然后配置是無效的,而不能找到至上配置。由

19、性質2可得，該特征設置 fi沒有任何有效的配置。鍬籟饗逕瑣筆襖鷗婭薔。為找到最低配置yi >何“對于所有的i和最低允許值為yi取決于：Max I ymin I -（ i - i） x SIZE一個多尺寸塊，如果兩者極端配置的所有尺寸塊可以發現成功，那么它是可行的，將尺寸標簽在每個尺寸塊沒有任何重疊。然而，它仍然是可能的，一個一維塊尺寸標簽與一個維度重疊標簽另一層塊。下一步是測試它是否是可行的所有尺寸塊沒有任何重疊。性質3,下面的說明，將有助于解釋的程序執行此測試。構氽頑黌碩飩薺齦話騖。性質3: 一個有效的配置總能構成兩種極端之間的一個維度的結構塊。性質三容易觀察。從最低配置， 尺寸內尺寸

20、塊可移動的同時由同一數額，這樣，其尺寸標簽 沒有達到其最上面的位置。根據定義 i,配置在這個位置是有效的。當一個維度標簽達到其 最上面的位置，最上面的尺寸塊就達到了最高配置。輒嶧陽檉籪癤網儂號澩。測試的可行性，把所有的維度區域非重疊、特征在一個特征集的第一順序排序的特點參考y f i的位置然后分類特征集遞增的根據他們的第一個y f i的位置特征。第一維塊di被放置在其最低配置Ymin i。第二個特征集，維塊d2在它被放置或最低配置 Ymin ,當Ymin高于頂部的di,或者 在Ymin和Ymax范圍內，d2處于di上部。根據性質3,對于d2，后者也是一個有效配置。否則，離 開塊重疊的尺寸di，

21、就找不到有效地d2配置。這個過程將重復進行，為下一個維度的有效配置塊，直至全部尺寸的塊發現，無論一個有效的配置或終止無法找到一個維度的區域。堯側閆繭絳闕絢勵蜆贅。4.2優化階段在準備階段，最配置每個維度塊，這是肯定的，發現兩個重疊的標簽尺寸了維度兩 個相鄰塊尺寸街區之間是可以避免的。確定最適配置，每一個維度的街區，動態規劃的方法是使用。維塊順序劃分為根據他們的參考位置，例如：以上。確定過程的 配置尺寸塊是分階段S，i = i，.，n，其中i決定配置的尺寸塊bi。在每一個階段si，每個可能的配置bi對應一個狀態ti，j。換句話說狀態符合j關于i的配置維塊 bi，一個狀態ti，j的選擇基礎對應階段

22、si，全面反映在函數s（ti，j ），這是由遞歸關 系：S（ti，j ） = Min k_Ci （ti，j，ti-i，k）+Si-i（ti-i，k）_推理出來的。識饒鎂錕縊灩筧嚌儼淒。Ci(ti, j , ti-i,k)是基礎函數的反映：1、維塊bi和bi-1之間的交互作用分別對應狀態ti, j 和ti-i,k。2、偏離的尺寸塊是基于它的配置：3、尺寸的重疊區塊bi , bi-i： 4、重疊 區塊的維度bi和一系列稱為 “禁止區”的區域。禁地區用戶指定的，通常是地區 其它維度標簽已經放置由用戶，從而不允許任何進一步的位置尺寸標簽。 凍鈹鋨勞 臘錯癇婦脛糴。最優解取決于Min jSn(tn, j

23、)。狀態集合ti, j , i = 1, ., n產生這種最佳的配置， 是一套出最優位置空間的標簽。恥諤銪滅縈歡煬鞏鶩錦。4.3狀態解析根據性質3. 一個尺寸塊bi的兩個極限配置之間的任意配置都是有效配置，因而在每一個階段都有無窮多個選擇。為了能夠使用動態規劃法，離散化是必要的，以 便有一個有限數的狀態ti, j來對應每一個階段Si。最簡單的方式是離散提取一個固 定數量的方向一致的Ymin到Ymax。然而,這種方法不是一個有效的方法利用來計算 資源。因為Ymax -Ymin給予的維塊di的范圍會非常寬。由1式明顯看出，有所有特點 的維塊di對于X f有最大價值，給出了一個大的范圍，而與X f的

24、小值給一個小范圍。 擁有一批固定的狀態，這些尺寸塊具有大范圍將有粗糙的決議，和那些小范圍將有良好的確定性。另一方面，一個尺寸塊的一個大范圍，可能是最有效的配置附 近的極端的配置將重疊周邊尺寸塊。這最好的解釋了一個例子：如果頂部位置的尺寸塊di的最高配置高于最低位置的尺寸塊di+1在它的最高配置Ymax，然后維塊di 在配置接近最高配置時必須與維塊di+1重疊。同樣的理論也適合于最低配置。因 此，對于每一個維塊di，在一個可行的范圍內，YFmax i和YFmin的特點之間的差異 定義為：鯊腎鑰詘褳鉀溈懼統庫。YFmax I = Min( Ymax i , Min n>j>I ( Ym

25、ax j - SIZEX ni )碩癘鄴頏謅攆檸攜驤蘞。 YFmin I = Max( Ymin i , Max i>j A 1 ( Ymin j +SIZEX nj )閿擻輳嬪諫遷擇植秘騖。其中ni和nj分別是維塊di和dj的尺寸標簽。用這個定義的可行范圍，總會引發的 配置與相鄰密度重疊區塊排除在可行的范圍內。一個固定的分辨率，0.5毫米，和指定的狀態數除以給定階段是可行的范圍的給定的結果。氬嚕躑竄貿懇彈濾頷澩。4.4缺損函數整體缺損的某個階段和缺損函數Ci (ti, j , ti-1,k)分別是向量及向量值函數。一個由五 個元素組成的缺損向量ci , i = 1, . . . ,5看

26、出降序排列的重要性。若i < j.，那就要考慮到ci比cj更重要。動態規劃的過程中需要選擇最低的成本 ，因此成本向量比 較是必要的。比較兩種成本向量分析組件。比較始于第一個部份，并認為這是最重要的。如果第一個組件成本向量相等， 則比較繼續到下一個組件，它被認為是 不重要的。比較一旦停止相應的一對組件就不平等。也就是說，比較是基于成本向量的第一雙組件，并且不相等。釷鵒資贏車贖孫滅獅贅。最佳缺損函數的第一個組分方程c1(ti, j , ti-1,k)用于設計解決維塊di與di-1以及禁止 區ri之間接近重疊的不利性，可給出方程式：慫闡譜鯪逕導嘯畫長涼。c1(ti, j , ti- 1, k)

27、 = OA(ti, j , ti-1,k) + 藝OmR(ti, j )諺辭調擔鈧諂動禪瀉類。當di與di-i之間沒有重疊時OA(ti, j , ti-i,k)= 0。若有重疊，則OA(ti, j, ti-i,k)被賦予一 個很大的值。OmR ( ti, j )是處理維塊di在狀態ti, j和禁止區內相應配置重疊的最佳缺 損函數，所有OmR代,j)的總和用于考慮在禁止區內的重疊，若 di與Rr沒有重疊， 則Rm. OmR (ti, j ) = 0。同樣的，若有重疊，貝U OmR (ti, j )可以取一個很大的值。嘰覲詿縲 鐋囁偽純鉿錈。接下來的四組分方程(C2, C3, C4, C5)可分為

28、四個sub-cos函數返回一個值，反映了四種不同配置 標準。c2, c3, c4, c5與sub-cost功能之間的映射是由用戶決定的。這使用戶能 靈活地決定標準的相對重要性。熒紿譏鉦鏌觶鷹緇機庫。這是可取的，一個尺寸塊可以放在這樣的功能在中東的特征尺寸與默認配置。這被認為是默認配置的尺寸塊。該sub-cost功能DV (ti, j )是設計來衡量j th結構在默認配置下尺寸塊di偏離的程度，偏差可估計的差異之間的平均位置的特 點是尺寸，和平均位置的尺寸標簽在個配置。鶼漬螻偉閱劍鯫腎邏蘞。=其中ni是尺寸塊di的數量標簽，yi, j是jth結構上尺寸標簽的位置y :是位置的特 征。總結了所有尺寸標簽和特征的尺寸塊。紂憂蔣氳頑薟驅藥憫騖。單獨使用DV(ti,j )作為唯一的sub-cost功能。數量a通過缺損函數Ci (ti, j ,ti 1,k)計算出來的缺損不能區分一個區域，包括維塊di的偏差，在區域內所涉及 的由a1得到的維塊di與由a2得到的維塊di-1的偏差，且a1+a2=a=因為總偏差量相同 的兩個區域，缺損函數的基于函數dv (ti, j )，這將使得兩個區域有相同的缺損。該 sub-cost功能DN(ti, j ),計數的數目尺寸塊是不是在默認配置，可以用來解決 這個問題。它可以從原區域被分配到另一個分量方程給出一個較低的成本