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技术

本发明专利技术公开了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，属于数字化制造领域。本发明专利技术包括以下步骤：建立制造特征类型信息库，通过测量和分析产品实物获取产品制造特征信息；根据产品制造特征信息进行数字化工艺设计，存储工艺决策结果；构建三维工序模型生成规则库，确定三维工序模型从产品到毛坯的逆序生成流程，完成三维工序模型的演进变化。本发明专利技术实现了基于工艺信息与工艺过程集成的三维工序模型的自动生成，可改进工序模型生成过程及其效率；在三维工序模型生成过程中，采用了无历史建模的几何操作方法，支持各类建模软件并提高了工序模型生成时的几何计算效率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于数字化制造
，具体涉及。
技术介绍
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。
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慢、流程不规范和通用性差等问题，本专利技术提出，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。本专利技术提出的，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；(I. I)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。(I. 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. I)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。(3. 2)确定三维工序模型生成流程三维工序模型的逆向生成过程是一个以最后一个工序为起点逐渐向前一工序演进，以工步为几何操作单元进行反复迭代的过程，直至第一个工序的三维工序模型生成，从而完成三维工序模型的整个演进生成流程；在每个工序的三维工序模型生成过程中，首先以紧后工序的三维工序模型作为本工序模型的输入状态，然后从每个工序的最后一个工步开始，根据工序的每个工步关联的产品制造特征及其包含的加工方法、加工余量信息对几何模型进行几何操作，逐步将工序模型恢复为紧后工序未加工时的模型状态，最后将得到的三维工序模型作为本工序的三维工序模型，并进行保存；若当前工序不是工艺规程的第一个工序，则继续进行迭代，直至工艺过程中包含的所有工序的三维工序模型生成完成。(3. 3)三维工序模型生成过程应用步骤(3. 2)中设计的三维工序模型生成流程生成工艺过程各工序的三维工序模型；三维工序模型生成过程是根据工艺过程的工序信息进行的，采用步骤二中的结构化工艺信息作为三维工序模型的输入信息，在每个三维工序模型生成过程中，先获取结构化工艺信息，关联、组织和存储的产品制造特征、加工方法、加工余量等信息，然后将产品制造特征和加工方法信息作为输入信息，查询三维工序模型生成规则库，匹配选择得到改变几何形状所使用的几何操作方法，获取相应的产品制造特征信息、加工余量等信息，根据三维工序模型生成规则中定义的信息转化要求，将产品制造特征信息、加工方法、加工余量等信息转化为几何操作方法信息，最后通过几何操作方法改变产品模型特定位置的几何形状，实现三维工序模型生成过程，得到三维工序模型。本专利技术对比已有技术具有以下创新点和优点(I)在三维工序模型生成过程中，设计了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的自动生成，改进了工序模型生成过程及其生成效率；(2)在三维 工序模型生成过程中，通过产品制造特征类型、三维工序模型生成规则的管理，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，进而提高三维工序模型生成质量；(3)在三维工序模型生成过程中，采用了无历史建模的几何操作方法，支持各类建模软件设计的产品模型，也提高了在三维工序模型生成时的几何计算效率。附图说明图I :三维工序模型逆序演进生成的总体流程；图2 :从产品模型中获取制造特征信息的流程；图3 :产品制造信息与工艺信息间的关系示意；图4 :三维工序模型逆序演进生成的具体流程。具体实施例方式下面将结合附图和实施例对本专利技术作进一步的详细说明本实施例在以本专利技术技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，实施例中涉及的几何尺寸单位均为毫米，但本专利技术的保护范围不限于下述的实施例。本专利技术提出的一种数字化工艺设计过程中的三维工序模型的演进生成方法，如图I所示，具体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；(I. I)建立制造特征类型信息库所述的制造特征类型是从制造的角度出发，通过对各类产品中的大量制造特征进本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：乔立红，葛晨，李少帅，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：