Design of a KBE system for automatic weld path definition in CAD
Abstract
Knowledge-based engineering (KBE) er ofte beskrevet som lagring og gjenbruk av ingeniørfagligkunnskap. En instrumentalisering av begrepet innnebærer digital lagring og anvendelse av ingeniørkunnskapi form av kode. Kodeferdigheter er ikke nødvendig for bruk av computer-aided design(CAD), noe som kan sees på som en fordel. Det kan virke kontraintuitivt å bruke det visuelleverktøyet via koding heller enn interaktivt. Men bruk av CAD i kombinasjon med kode byr påfordeler i implementering av KBE. Programmering tillater dynamiske definisjoner av løsninger; spesifikasjonerkan defineres som betingelses-baserte linjer med kode. På tross av potensielle fordelermed KBE og suksess i bil- og romferdsindustri, er bruken ikke standard i produktutvikling i industrienper i dag. Mange mener dette er fordi det er uforholdsmessig tidkrevende å innføre KBE. KBEhar vært under utvikling siden 1980-tallet. Flere eksempler har blitt presentert i litteraturen. Ofteblir det skrytt av potensialet til KBE, men uten forklaring på hvorfor det er lite brukt. Dette arbeidetbruker CAD i kombinasjon med kode for å tillate automatisering og KBE anvendt på robotsveisingav store aluminium strukturer. Design av et program er presentert: et script i Python, som kankjøres på STEP-filer i NX Siemens for automatisk identifisering av potensielle sveiselinjer og somkan eksportere disse linjene for senere bruk til automatisk generering av robotkode. Knowledge based engineering (KBE) is often described as the capture and re-use of engineeringknowledge. One instrumentalisation of the concept is digital storage and application of engineeringknowledge in code form. Coding skills are not required for use of computer-aided design (CAD),which may be perceived as an advantage. It may seem counterintuitive to work with CAD programmaticallyrather than interactively. However, programmatic use of CAD offers major benefits relatedto KBE. Programming allows for dynamic definitions of solutions; restrictions can be defined as conditionalstatements. Despite KBE’s potential benefits and success in the automotive and aerospaceindustries, its use is not an industry norm. Many attribute this to the cost in time of applying KBEpractices. KBE has been under development since the 1980s. Several cases of KBE have been presentedin literature. These often endorse KBE boasting of its potential, but neglecting to addressthe specific challenges associated with its implementation. This work uses CAD programmaticallyto enable automation and KBE for the case of large welded aluminium structures. The design of aprogram is presented: a Python script that can be run on a CAD assembly in NX Siemens to identifypotential weld lines and export a weld path based on these for automatic generation of robot codefor a welding robot.