[发明专利]一种应用于数字化工艺设计的三维工序模型演进生成方法

说明书

技术领域

本发明属于数字化制造技术领域，具体涉及一种应用于数字化工艺设计的三维工序模型演进生成方法。

背景技术

三维建模技术已在企业产品的设计和生产制造中得到了广泛的应用与发展。在产品设计过程中，应用三维模型反映产品几何形状，表达产品设计要求，分析产品设计结果；而三维工序模型是产品实物在工艺设计中工序的几何实体、尺寸标注和加工要求等内容的直观立体展示，通过工艺过程及其工序信息得到的三维工序模型序列能够动态反映产品实物在工艺设计中的变化过程，进一步服务于后续的制造活动，如以三维工序模型为依据进行数控编程与仿真，基于三维工序模型实现制造信息的表达与传递，进而指导车间现场的制造活动。而当前以二维工序图为主的工艺设计现状成为了三维设计与制造无缝集成的障碍，因此数字化工艺设计中应用三维工序模型已成为必然要求。

三维工序模型的生成是实现基于三维模型描述制造信息的基础。《CAD/CAPP环境下基于三维模型的工序图逆向生成》一文阐述一个基于三维模型的工序图自动生成系统，可实现二维工序图绘制过程中对信息的动态获取及动态绘制，但不能解决三维工序模型的生成问题，不能满足三维数字化制造的要求。《基于DELMIA的三维数控工艺研究》给出了工序模型生成所应用的几何模型的驱动方法，包括特征回退技术、关联复制、常规的几何建模三种模型驱动方法，这些产品三维工序模型的生成方法，尤其是复杂产品的三维工序模型，仍采用基于历史建模方法并根据工艺信息人工交互操作几何模型的生成方式，使得零件模型加载速度慢，交互操作工作量大，零件工序模型生成质量难以保证。中国专利“三维可视化工艺设计系统及其设计方法”(专利申请号200810041460.3)提出一种应用于CAD软件UG平台的三维工序模型逆序动态生成方法，但不支持其他建模软件得到的不同数据类型的三维工序模型的生成过程，通用性比较差。

发明内容

针对现有三维工序模型生成方法中存在的三维工序模型生成效率较慢、流程不规范和通用性差等问题，本发明提出一种应用于数字化工艺设计的三维工序模型演进生成方法，解决了数字化工艺设计过程中的三维工序模型演进生成问题。在该三维工序模型演进生成方法中，通过设计三维工序模型的演进生成流程，实现了基于工艺信息与工艺过程集成的三维工序模型自动生成，可改进工序模型生成过程并提高工序模型生成效率；通过产品制造特征类型、三维工序模型生成规则的管理，可保证产品制造信息的规范获取和三维工序模型的规范生成，进而能够提高三维工序模型生成质量；通过采用无历史建模的几何操作方法，可支持各类建模软件设计的产品模型并提高了模型生成时的几何计算效率。

本发明提出的一种应用于数字化工艺设计的三维工序模型演进生成方法，包括以下几个步骤：

步骤一、通过测量和分析产品实物，获取产品制造特征信息；

(1.1)建立制造特征类型信息库：

总结各类制造特征类型，对每个制造特征类型应包含的产品制造特征信息属性及关系信息进行定义和管理，并通过制造特征类型信息库进行制造特征类型信息的存储。

(1.2)从产品模型上获取产品制造特征信息：

①根据产品实物测量得到的数据，在建模软件中建立相应的产品模型；②根据产品模型上反映几何形状和制造要求的产品制造信息，从建立的制造特征类型信息库中获取各类制造特征类型；③根据制造特征类型定义的产品制造特征信息属性和关系信息，从产品模型上逐一获取产品模型上各个产品制造特征包含的产品制造特征信息，判断产品制造特征信息是否获取完全，如未获取完全，则返回步骤②，直至产品模型上包含的产品制造信息全部获取，将产品模型包含的产品制造信息转化为产品制造特征信息进行组织，并存储在产品制造特征信息库中，得到结构化产品制造特征信息；

步骤二、根据产品制造特征信息进行数字化工艺设计：

首先获取工艺设计中相应产品模型所包含的产品制造特征信息，然后以该产品包含的每个产品制造特征为对象，结合每个产品制造特征包含的产品制造特征信息，应用相关的工艺知识和规则进行数字化工艺设计，将决策得到的加工方法信息、加工余量信息、资源信息与产品制造特征信息关联组织，将其结构化存储到相应工序的工步信息中，得到结构化工艺信息。

步骤三、三维工序模型演进生成：

(3.1)建立三维工序模型生成规则库：

总结三维工序模型生成规则和规则中的转化要求，然后将三维工序模型生成规则和规则中的转化要求通过数据库进行存储和管理，完成三维工序模型生成规则库的建立。