一种工业机械设计场景下基于参数微调的通用设计方法技术

本发明专利技术公开了一种工业机械设计场景下基于参数微调的通用设计方法，包括：对数据库中的历史设计方案分类，基于分类的设计方案，进行概念抽象；将抽象设计方案中零部件的可驱动参数与历史设计方案中的零件参数特征数据进行绑定；为现有设计场景匹配抽象设计方案；将抽象设计方案放置到现有设计场景中；基于可驱动参数构建预测值，并基于现有设计场景的目标值，构建预测值与目标值的损失函数，并基于抽象设计模型的零部件可驱动参数对预测值进行变换，获取损失函数的梯度值；求得损失函数的最优下降方向，更新抽象设计方案的可驱动参数值，反复迭代直至最小损失值，并将此时可驱动参数值作为抽象设计模型在当前场景下的最优机械设计方案。机械设计方案。机械设计方案。

【技术实现步骤摘要】
一种工业机械设计场景下基于参数微调的通用设计方法


[0001]本专利技术涉及机械设计
，特别涉及一种工业机械设计场景下基于参数微调的通用设计方法。

技术介绍

[0002]在机械设计领域存在着大量的历史机械设计方案，当设计工程师拿到一个设计场景时，往往倾向于从历史机械设计方案中寻找一套与之类似或者部分满足设计需求的方案对其进行修改。一般的方法是通过设计工程师手动调整设计方案的尺寸参数使之符合设计需求，或是梳理这套方案的规则生成逻辑，通过编写一些针对这类方案的程序规则，生成符合当前的设计需求的最终方案。这类的方法至少存在以下缺点：
[0003]涉及到大量的修改工作，且通用性差，无法满足现代设计的高效运转的需求。

技术实现思路

[0004]为了克服现有技术存在的不足，本专利技术提供了一种工业机械设计场景下基于参数微调的通用设计方法，将满足设计场景的需求问题转换为一个通用的数学最优解问题，通过梯度更新的方式求解当前问题的最优解，从而得到符合当前设计需求的最优参数，生成对应场景的机械设计方案。所述技术方案如下：
[0005]本专利技术提供了一种工业机械设计场景下基于参数微调的通用设计方法，基于历史机械设计方案库生成待设计的方案，所述历史机械设计方案库中存储有多个历史设计方案，所述通用设计方法包括以下步骤：
[0006]S1、对历史机械设计方案库中的历史设计方案进行分类，得到不同种类的设计场景；
[0007]S2、基于划分得到的设计场景，对其相应的设计方案进行概念抽象，以构造对应的抽象设计方案，所述抽象设计方案包括多个零部件；
[0008]S3、将所述抽象设计方案中零部件的可驱动参数与历史设计方案中的零件参数特征数据进行绑定，并为所述抽象设计方案标定坐标系，所述坐标系包括坐标原点及三维坐标轴；
[0009]S4、根据待设计的现有设计场景特征，匹配对应的抽象设计方案；
[0010]S5、根据待设计的现有设计场景坐标系以及需要放置的坐标值，利用抽象设计方案与现有设计场景坐标系的对应关系，对抽象设计场景进行平移和/或旋转操作，将所述抽象设计方案放置到所述现有设计场景中；
[0011]S6、定义预测值与目标值的损失函数，其中，预测值为所述抽象设计方案对现有设计场景的执行区坐标值，目标值为现有设计场景的RPS点坐标值；并变换所述抽象设计方案中零部件的可驱动参数值以变换所述预测值，包括基于所述抽象设计方案的抽象模型对所述现有设计场景的尺寸参数进行变换、对所述抽象设计方案的零部件进行平移和/或旋转；
[0012]S7、基于变换前的预测值和变换后的预测值，获取所述损失函数的梯度值；
[0013]S8、根据所获取的梯度值，求得所述损失函数的最优下降方向，更新所述抽象设计方案中零部件的可驱动参数值，然后反复迭代直至损失值小于预设的阈值，并将此时的可驱动参数值作为该抽象设计方案在现有设计场景下的最优机械设计方案。
[0014]可选地，步骤S2中对设计方案进行概念抽象包括抽象为针对不同位置的设计场景、抽象为不同的放置位置、抽象为不同零部件尺寸参数的设计方案中的一种或多种，其中，所述放置位置为夹具与现有设计场景中RPS点的相对位置。
[0015]进一步地，步骤S6中，定义预测值为抽象设计夹具放置到设计场景中时夹紧点的坐标值，目标值为现有设计场景的RPS点坐标值，损失函数为抽象设计夹具的夹紧点与RPS点的距离，所述夹紧点与RPS点的距离包括欧氏距离、曼哈顿距离、倒角距离中的任意一种。
[0016]进一步地，步骤S3中利用工业软件将所述抽象设计方案中零部件的可驱动参数与历史设计方案中的零件参数特征数据进行绑定，包括对夹具的长度、夹具的高度、连接块的长度、连接块的高度、所述抽象设计方案的零部件与其他部件的相对位置关系中的一种或多种进行定义。
[0017]进一步地，步骤S3中还包括基于抽象模型方法将特定概念的方案抽象为包含不同参数的抽象零件组合，并对所述抽象零件组合标定坐标系。
[0018]可选地，步骤S8中利用SGD、Momentum、Adagrad、ADAM方法中的任意一种求得所述损失函数的最优下降方向以更新预测值的参数值。
[0019]进一步地，步骤S5还包括利用工业软件的二次开发接口或者基于抽象模型对现有设计场景的尺寸参数进行变换，从而得到更新尺寸参数后场景方案的RPS点坐标值。
[0020]进一步地，步骤S4中，将待设计的现有设计场景特征与历史机械设计方案库中的抽象设计方案的场景特征作比对，选取相似度最高的抽象设计方案作为匹配的抽象设计方案。
[0021]进一步地，步骤S1中分类的设计方案包括夹具单元设计方案，其对应的设计场景包括单点夹紧、单点压紧、单点支撑、多点夹紧、多点压紧和多点支撑中的一种或多种。
[0022]本专利技术提供的技术方案带来的有益效果如下：
[0023]a.将满足设计场景的需求问题转换为一个通用的数学最优解问题，通过梯度更新的方式求解当前问题的最优解，从而得到符合当前设计需求的最优参数，生成对应场景的机械设计方案；
[0024]b.通用性好，能够满足现代设计的高效运转的需求。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0026]图1是本专利技术实施例提供的工业机械设计场景下基于参数微调的通用设计方法的结构示意图；
[0027]图2是本专利技术实施例提供的对单夹紧夹具的零部件参数进行概念抽象的软件界面示意图；
[0028]图3是本专利技术实施例提供的对单夹紧的特定概念进行抽象的方案的软件界面示意图；
[0029]图4是本专利技术实施例提供的针对双点夹紧的抽象设计方案标定坐标系的软件界面示意图；
[0030]图5是本专利技术实施例提供的基于抽象模型的双点夹紧场景方案的软件界面示意图；
[0031]图6是本专利技术实施例提供的待设计的现有设计场景的软件界面示意图；
[0032]图7是本专利技术实施例提供的将抽象场景方案放置到现有的场景方案中合适的位置后的场景软件界面示意图；
[0033]图8是本专利技术实施例提供的计算流程界面示意图。
具体实施方式
[0034]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，更清楚地了解本专利技术的目的、技术方案及其优点，以下结合具体实施例并参照附图对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。需要说明的是，附图中未绘示或描述的实现方式，为所属
中普通技术人员所知的形式。另外，虽然本文可提供包含特定值的参数的示范，但应了解，参数无需确切等于相应的值，而是可在可接受的误差容限或设计约束内近似于相应的值。显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种工业机械设计场景下基于参数微调的通用设计方法，其特征在于，基于历史机械设计方案库生成待设计的方案，所述历史机械设计方案库中存储有多个历史设计方案，所述通用设计方法包括以下步骤：S1、对历史机械设计方案库中的历史设计方案进行分类，得到不同种类的设计场景；S2、基于划分得到的设计场景，对其相应的设计方案进行概念抽象，以构造对应的抽象设计方案，所述抽象设计方案包括多个零部件；S3、将所述抽象设计方案中零部件的可驱动参数与历史设计方案中的零件参数特征数据进行绑定，并为所述抽象设计方案标定坐标系，所述坐标系包括坐标原点及三维坐标轴；S4、根据待设计的现有设计场景特征，匹配对应的抽象设计方案；S5、根据待设计的现有设计场景坐标系以及需要放置的坐标值，利用抽象设计方案与现有设计场景坐标系的对应关系，对抽象设计场景进行平移和/或旋转操作，将所述抽象设计方案放置到所述现有设计场景中；S6、定义预测值与目标值的损失函数，其中，预测值为所述抽象设计方案对现有设计场景的执行区坐标值，目标值为现有设计场景的RPS点坐标值；并变换所述抽象设计方案中零部件的可驱动参数值以变换所述预测值，包括基于所述抽象设计方案的抽象模型对所述现有设计场景的尺寸参数进行变换、对所述抽象设计方案的零部件进行平移和/或旋转；S7、基于变换前的预测值和变换后的预测值，获取所述损失函数的梯度值；S8、根据所获取的梯度值，求得所述损失函数的最优下降方向，更新所述抽象设计方案中零部件的可驱动参数值，然后反复迭代直至损失值小于预设的阈值，并将此时的可驱动参数值作为该抽象设计方案在现有设计场景下的最优机械设计方案。2.根据权利要求1所述的工业机械设计场景下基于参数微调的通用设计方法，其特征在于，步骤S2中对设计方案进行概念抽象包括抽象为针对不同位置的设计场景、抽象为不同的放置位置、抽象为不同零部件尺寸参数的设计方案中的一种或多种，其中，所述放置位置为夹具与现有设计场景中RPS点的相对位置。3.根据权利要求1所述的工业机械设计...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴泳荣，伍嘉，杨庆保，
申请(专利权)人：上海设序科技有限公司，
类型：发明
国别省市：