【技术实现步骤摘要】
基于MBD面向可制造的CAD设计方法
本专利技术涉及一种面向可制造的CAD技术,尤其是涉及一种基于MBD面向可制造的CAD设计方法。
技术介绍
随着制造业快速发展,其面临的设计任务愈加紧迫、设计过程也日益复杂。企业必须尽可能缩短新产品的研发周期,才能在竞争中得以生存和发展。面向可制造性设计(Designformanufacturability,DFM)应运而生,成为先进的制造技术。它从提高零件的可制造性入手,实现设计、工艺和制造的总体优化,大大降低生产成本和提高生产效率,是满足市场产品多元化、需求个性化、经济效益最大化的重要利器。基于模型的定义(ModelBasedDefinition,MBD)是新一代产品定义方法,是一种全三维基于特征的表述方法。它基于文档的过程驱动,融入知识工程、过程模拟和产品标准规范等,将制造信息和设计信息(三维尺寸标注、制造信息和产品结构信息等)共同定义到产品的三维数字化模型中,用一个集成的三维实体模型完整地表达产品。面向可制造的CAD技术提出至今有近二十年,这期间涌现了不少的尝试。Johnt等用可制造性指标PI来判断潜在的可制造性问题,用特殊的生产工艺装备和工艺方法驱动产品的设计;Boothroyd提出了定量评估方法,把材料费用、加工费用、非生产费用、刀具费用、机床参数等因素用经验公式进行量化处理,近似估算出总费用,以决断设计的可制造性;Venkatachalm等提出一种基于知识的人工智能方法,把工艺知识和费用知识用O-O和规划混合表达,利用专家系统进行逆向推理的决策。然而, ...
【技术保护点】
1.一种基于MBD面向可制造的CAD设计方法,其特征在于包括下述步骤:/n(1)创建基于MBD的产品信息模型,搭建工程数据仓库,用于存储基于MBD的产品信息模型,供软件共享使用;/n(2)搭建面向可制造产品设计的体系结构,分别对三维CAD软件、CAPP软件和CAM软件进行集成化改造,以在它们之间实现产品信息互通和及时反馈优化修改设计;/n(3)在三维CAD软件中完成产品的结构与外形设计、装配设计、机构仿真,在三维模型上标注设计信息,并标识加工特征和加工信息,并将它们统一集成得到产品的MBD模型中;/n(4)CAPP软件从MBD产品模型中,获取产品的几何模型、尺寸标注、加工特征、加工方法、切削参数、刀具选用和装夹方式信息,进行产品加工的工艺规划,并对其可制造性进行评价和反馈评价结果至CAD软件中,以指导产品的特征优化设计,实现特征/工艺的并行设计;工艺规划的结果也将存储于MBD模型中,供后续CAM软件使用;/n(5)CAM软件从MBD模型中获取产品的几何模型、工艺规划结果信息,进而生成产品数控加工的NC机代码,并发送至数控机床后进行零件的加工制造;此过程中,如果有任何不可制造因素,将直接 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于MBD面向可制造的CAD设计方法,其特征在于包括下述步骤:
(1)创建基于MBD的产品信息模型,搭建工程数据仓库,用于存储基于MBD的产品信息模型,供软件共享使用;
(2)搭建面向可制造产品设计的体系结构,分别对三维CAD软件、CAPP软件和CAM软件进行集成化改造,以在它们之间实现产品信息互通和及时反馈优化修改设计;
(3)在三维CAD软件中完成产品的结构与外形设计、装配设计、机构仿真,在三维模型上标注设计信息,并标识加工特征和加工信息,并将它们统一集成得到产品的MBD模型中;
(4)CAPP软件从MBD产品模型中,获取产品的几何模型、尺寸标注、加工特征、加工方法、切削参数、刀具选用和装夹方式信息,进行产品加工的工艺规划,并对其可制造性进行评价和反馈评价结果至CAD软件中,以指导产品的特征优化设计,实现特征/工艺的并行设计;工艺规划的结果也将存储于MBD模型中,供后续CAM软件使用;
(5)CAM软件从MBD模型中获取产品的几何模型、工艺规划结果信息,进而生成产品数控加工的NC机代码,并发送至数控机床后进行零件的加工制造;此过程中,如果有任何不可制造因素,将直接反馈至CAD或CAPP软件系统中,以重新优化产品的特征设计、加工参数设置及工艺规划;
(6)反复执行步骤(3)-(5)直到产品完全可制造且符合预设需求。
2.根据权利要求1所述基于MBD面向可制造的CAD设计方法,其特征在于:步骤(1)中,基于MBD的产品信息模型包含如下信息:用户要求、产品功能、设计、工艺、制造、装配、质量、成本和评价。
3.根据权利要求1或2所述基于MBD面向可制造的CAD设计方法,其特征在于:步骤(1)中,采用复合、结构化、可扩展的定义来表达产品的MBD信息模型;模型分为若干主块内容,包括{UserRequirements}、{DesignInformation}、{DesignModel}、{CAPPResults}、{ManufactureInformation};根据不同应用场景去扩展或更改主块,每一主块也是复合、结构化子块的集合,子块也可继续是孙块的集合,包括{UserRequirements{ProductLife},{HighestPrice}}、{DesignModel{3DGeometry},{3DPMI},{ManufactureFeatures}};如此往复定义,以表示任何应用场景、任何用户需求的产品信息;采用将MBD信息模型保存于工程数据仓库中,采用非关系性数据库搭建工程数据仓库;产品的三维几何模型{3DGeometry}以CAD软件系统的原生文件或中性格式文件存储,3DCAD的原生文件包含3DPMI内容;采用中性格式文件{3DGeometry}加{3DPMI}数据块的形式表达产品三维几何和三维标注。
4.根据权利要求1所述基于MBD面向可制造的CAD设计方法,其特征在于:步骤(2)中,采用松散耦合的体系结构,对三维CAD软件、CAPP软件和CAM软件进行集成化改造,实现它们的并行设计;CAD软件以本地客户端方式运行,增添【可制造性评价】功能按钮;用户在CAD软件中完成产品的特征设计、装配设计、结构仿真之后点击【可制造性评价】按钮,系统后台将收集产品设计相关信息并存储于MBD信息模型中,同时在数据仓库中添加一个可制造性评价的任务,等待CAPP/CAM接受任务、可制造性评价和反馈结果;得到可制造性反馈后,设计者即知晓其设计有哪些缺陷和如何优化设计;CAPP/CAM均以云端服务方式部署,将它们整套软件系统部署于服务器中,并对它们的功能调用接口做Web服务的封装,再分别创建一个进程用于侦听任务、调用Web服务处理任务和反馈结果。
5.根据权利要求1所述基于MBD面向可制造的CA...
【专利技术属性】
技术研发人员:陈志杨,方萃浩,
申请(专利权)人:杭州新迪数字工程系统有限公司,
类型:发明
国别省市:浙江;33
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