一种基于正序逆序结合的三维工序模型生成方法技术

本发明专利技术公开一种三维数字化工艺设计领域中的基于正序逆序结合的三维工序模型生成方法，先读取设计模型并建立毛坯模型；构建零件工艺信息及工序框架流程，再建立零件工序框架节点的工序模型，逆序构建加工各阶段所有操作零件变化的工序模型，最后完成所有工序模型的建立；本发明专利技术实现了对工艺设计并行工作和协同设计的支持，可改进三维工艺设计的流程及其效率；在三维工序模型生成过程中，采用了框架节点工序模型正序人工交互设计和小工序节点工序自动逆序生成结合的方法，支持各类建模软件并提高了工序模型生成的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于正序逆序结合的三维工序模型生成方法
本专利技术属于三维数字化工艺设计领域，是一种基于正序逆序结合的三维工序模型生成方法。即在三维工艺设计时，将工序模型分为框架节点工序模型和子工序模型。采取正序方式，利用删除或抑制特征或模型操作的办法构建框架节点工序模型；采用逆序方式，以框架节点工序模型作为输入，采取同步建模自动化生成的方式构建子工序模型。
技术介绍
随着三维软件的迅速普及和发展，我国制造业已基本实现了三维产品设计。然而目前在数字化设计制造平台重要一环的工艺设计，大多依然基于二维工程图进行，三维模型仅作为参考。综合国内外现状，可以发现工艺设计和零件设计存在着时间和空间上的差异，无法协同和并行工作，使得工艺设计的质量和效率的提升遇到瓶颈。二维工艺卡片加文字描述的工艺信息表达方式，带来了大量的无意义和重复性的劳动，使得工艺人员浪费了大量时间和精力在类似编制各种报表等的低级劳动上，无法集中精力专心处理体现工艺设计价值的智力劳动上。在二维系统上进行工艺设计生成二维工艺卡片，无法与零件设计同步关联，造成设计制造的数据源不统一、不唯一，容易造成设计制造的脱节，数据管理和维护增加成本。而在数字化全三维环境下进行工序设计，生成三维工序模型，三维CAPP系统直接使用三维CAD模型进行工艺设计，无需三维和二维之间的多次转换，同时可方便直观地指导生产过程。三维工序模型的生成是实现基于全三维模型描述制造信息，进而从事三维工艺设计的基础。《CAD/CAPP环境下基于三维模型的工序图逆向生成》一文阐述了一个基于三维模型的工序图自动生成系统，实现了对二维工序图的逆序生成，但不能解决三维工序模型的生成问题；中国专利“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”(专利申请号：201210052303.9)阐述了一种基于无历史建模的逆序生成方法，可用于三维工序模型的生成，但该方法隐含了串行生成工序模型的条件，即前步工序模型的生成必须依赖于后步工序模型的生成，无法满足并行协同的要求；中国专利“基于去除特征识别的三维机加工序模型顺序建模方法”(专利申请号：201210578397.3)阐述了一种基于顺序的去除特征识别的三维机加工序模型建模方法，采用选择每道工序所要去除的特征，同时依赖不同的特征识别工具来进行人工交互操作的办法，所有工序模型建立和工艺信息添加均要求人工实现，不能满足自动化需求和工艺信息复用的要求；中国专利“一种动态三维工艺模型的构建方法”(专利申请号：201210178749.6)阐述了基于Pro/E二次开发基础上的动态三维工艺模型的建立方法，隐含所有操作均必须以Pro/E二次开发为背景，限制了扩展应用，且未对协同工艺设计进行解决。
技术实现思路
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低、人工交互较多、不支持协同同步工作的技术问题，专利技术了一种基于正序逆序结合的三维工序模型生成方法，解决了工艺设计过程中的三维工序模型协同并行设计的问题。在该三维工序模型生成方法中，将工艺工序划分为框架节点工序和子工序，将工序模型划分为框架节点工序模型和子工序模型，其中框架节点工序模型采用正序方式由人工交互半自动化生成，子工序模型采用逆序方式自动生成，从而实现了工艺设计的并行工作，提高了工艺设计的效率；工序模型上的工艺信息来自于模型种子文件中的先验工艺知识和决策结果，通过工艺信息索引的方式来获取加工方法信息、加工余量信息和资源信息等内容，便于实现设计制造一致的基于模型的统一数据源；通过零件设计模型上反映的几何形状和制造要求的工艺信息，构建各类制造特征类型，可规范对于特征和类型的管理，保证零件制造信息的合理获取，进而提高三维工序模型的生成质量。本专利技术采用的技术方案是具有以下步骤：（1）读取零件的设计模型，并依照设计模型建立毛坯模型；（2）从常用零件的建模特征类型角度总结制造特征，对每个制造特征类型对应的制造特征属性信息进行定义，根据每类制造特征所构建的制造特征信息库中的定义要求，获得该类零件的制造特征及制造特征属性信息，将属性信息与特征关联形成模型种子文件；（3）基于模型种子文件构建工艺信息及框架流程，根据工序框架流程和信息，识别框架工序模型的节点，获取各框架工序模型节点的工艺信息，采用删除或者抑制建模特征的方式生成该工序框架节点的工序模型，根据所述的毛坯模型以及识别的工序框架节点，得到初步的各框架节点的工序模型；（4）依据所述各框架节点的工序模型，逆序构建当前框架节点紧前的子工序模型，再以以子工序模型为输入，构建该子工序模型的紧前子工序模型，如此循环直至前一个框架节点工序模型；（5）完成所有工序模型的建立。本专利技术的有益效果和优点：1、采用本文的基于正序逆序结合的三维工序模型生成方法，可以提高工艺设计的协同能力，实现并行工作；尤其对于复杂类的零件，其加工工序众多，需要生成较多的三维工序模型，采用本方法可快速生成三维工序模型，生成效率高。2、工序模型上的工艺信息来自于模型种子文件中的先验工艺知识和决策结果，通过工艺信息索引的方式来获取加工方法信息、加工余量信息和资源信息等内容，便于实现设计制造一致的基于模型的统一数据源。3、通过零件设计模型上反映的几何形状和制造要求的工艺信息，构建各类制造特征类型，可规范对于特征和类型的管理，保证零件制造信息的合理获取，进而提高三维工序模型的生成质量。4、零件三维工序模型生成依据结构化工艺信息，可进行零件制造信息数据的管理，方便与PDM和ERP和MES等系统的数据衔接，规范企业的数据流。5、整个设计过程采用统一的三维模型数据源，工艺的发布基于合理的三维工序模型，可确保后续加工、仿真和检验数据一致，各数据间保持同步更新，保证了信息传递的一致性。附图说明图1是本专利技术一种基于正序逆序结合的三维工序模型生成方法的总体流程图；图2是本专利技术从零件设计模型构建工艺信息的流程图；图3是本专利技术结构化工艺信息的流程图图4是图1的正序逆序结合的具体流程图。具体实施方式本专利技术提出的一种基于正序逆序结合的三维工序模型生成方法，采用三维工序模型正序和逆序结合的方式，将工艺工序划分为框架节点工序和子工序，将工序模型划分为框架节点工序模型和子工序模型，通过读取模型种子文件中的先验工艺知识和决策结果构建结构化工艺实现制造特征、工艺和建模操作间的关联对应。通过正序方式创建框架节点工序模型，生成效率高；在框架节点工序模型的基础上，通过逆序方式构建子工序模型。子工序模型生成过程中，基于制造特征、工艺和建模操作间的关联对应，通过工艺信息索引的方式来获取加工方法信息、加工余量信息和资源信息等内容，采取拉伸、偏置、重构、删除、抑制等几何建模驱动零件模型，建模参数及建模特征对象通过读取框架结构化三维工艺自动获取，从而高效地将工艺信息转换成几何建模过程，生成零件的工序模型。如图1所示，具体包括以下步骤：步骤一：读取零件的设计模型，并依照设计模型建立毛坯模型。构建零件的毛坯模型时，根据设计模型的几何拓扑结构及外形形状构建，人工交互根据经验依据该设计模型进行建模，复杂零件结构可采用包络线的方法构造毛坯模型，而对于特定的某类零件，可采用参数化的建模方法自动化生成毛坯模型。步骤二：构建制造特征信息库，并获取制造特征，建立模型种子文件。构本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于正序逆序结合的三维工序模型生成方法，其特征是具有以下步骤：（1）读取零件的设计模型，并依照设计模型建立毛坯模型；（2）从常用零件的建模特征类型角度总结制造特征，对每个制造特征类型对应的制造特征属性信息进行定义，根据每类制造特征所构建的制造特征信息库中的定义要求，获得该类零件的制造特征及制造特征属性信息，将属性信息与特征关联形成模型种子文件； （3）基于模型种子文件构建工艺信息及框架流程，根据工序框架流程和信息，识别框架工序模型的节点，获取各框架工序模型节点的工艺信息，采用删除或者抑制建模特征的方式生成该工序框架节点的工序模型，根据所述的毛坯模型以及识别的工序框架节点，得到初步的各框架节点的工序模型； （4）依据所述各框架节点的工序模型，逆序构建当前框架节点紧前的子工序模型，再以以子工序模型为输入，构建该子工序模型的紧前子工序模型，如此循环直至前一个框架节点工序模型；（5）完成所有工序模型的建立。

【技术特征摘要】
1.一种基于正序逆序结合的三维工序模型生成方法，其特征是具有以下步骤：（1）读取零件的设计模型，并依照设计模型建立毛坯模型；（2）从常用零件的建模特征类型角度总结制造特征，对每个制造特征类型对应的制造特征属性信息进行定义，根据每类制造特征所构建的制造特征信息库中的定义要求，获得该类零件的制造特征及制造特征属性信息，将属性信息与特征关联形成模型种子文件；（3）基于模型种子文件构建工艺信息及框架流程，根据工序框架流程和信息，识别框架工序模型的节点，获取各框架工序模型节点的工艺信息，采用删除或者抑制建模特征的方式生成该工序框架节点的工序模型，根据所述的毛坯模型以及识别的工序框架节点，得到初步的各框架节点的工序模型；（4）依据所述各框架节点的工序模型，逆序构建当前框架节点紧前的子工序模型，再以子工序模型为输入，构建该子工序模型的紧前子工序模型，如此循环直至前一个框架节点工序模型；（5）完成所有工序模型的建立。2.根据权利要求1所述基于正序逆序结合的三维工序模型生成方法，其特征是：步骤（2）中建立模型种子文件的具体过程为：①依据建模软件中的零件设计模型上反映的几何形状和制造要求的工艺信息，获取零件的制造特征，在制造特征库中匹配出该制造特征；②根据从制造特征库中匹配的制造特征，获取制造特征相关的属性信息；③根据制造特...

【专利技术属性】
技术研发人员：张辉，张胜文，刘华昌，张健，张文广，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32