一種應用於數位化工藝設計的三維工序模型演進生成方法
2023-07-12 05:50:46
專利名稱：一種應用於數位化工藝設計的三維工序模型演進生成方法
技術領域：
本發明屬於數位化製造技術領域，具體涉及一種應用於數位化工藝設計的三維工序模型演進生成方法。
背景技術：
三維建模技術已在企業產品的設計和生產製造中得到了廣泛的應用與發展。在產品設計過程中，應用三維模型反映產品幾何形狀，表達產品設計要求，分析產品設計結果；而三維工序模型是產品實物在工藝設計中工序的幾何實體、尺寸標註和加工要求等內容的直觀立體展示，通過工藝過程及其工序信息得到的三維工序模型序列能夠動態反映產品實物在工藝設計中的變化過程，進一步服務於後續的製造活動，如以三維工序模型為依據進行數控編程與仿真，基於三維工序模型實現製造信息的表達與傳遞，進而指導車間現場的製造活動。而當前以二維工序圖為主的工藝設計現狀成為了三維設計與製造無縫集成的障礙，因此數位化工藝設計中應用三維工序模型已成為必然要求。三維工序模型的生成是實現基於三維模型描述製造信息的基礎。《CAD/CAPP環境下基於三維模型的工序圖逆向生成》一文闡述一個基於三維模型的工序圖自動生成系統，可實現二維工序圖繪製過程中對信息的動態獲取及動態繪製，但不能解決三維工序模型的生成問題，不能滿足三維數位化製造的要求。《基於DELMIA的三維數控工藝研究》給出了工序模型生成所應用的幾何模型的驅動方法，包括特徵回退技術、關聯複製、常規的幾何建模三種模型驅動方法，這些產品三維工序模型的生成方法，尤其是複雜產品的三維工序模型，仍採用基於歷史建模方法並根據工藝信息人工交互操作幾何模型的生成方式，使得零件模型加載速度慢，交互操作工作量大，零件工序模型生成質量難以保證。中國專利「三維可視化工藝設計系統及其設計方法」(專利申請號200810041460. 3)提出一種應用於CAD軟體UG平臺的三維工序模型逆序動態生成方法，但不支持其他建模軟體得到的不同數據類型的三維工序模型的生成過程，通用性比較差。
發明內容
針對現有三維工序模型生成方法中存在的三維工序模型生成效率較慢、流程不規範和通用性差等問題，本發明提出一種應用於數位化工藝設計的三維工序模型演進生成方法，解決了數位化工藝設計過程中的三維工序模型演進生成問題。在該三維工序模型演進生成方法中，通過設計三維工序模型的演進生成流程，實現了基於工藝信息與工藝過程集成的三維工序模型自動生成，可改進工序模型生成過程並提高工序模型生成效率；通過產品製造特徵類型、三維工序模型生成規則的管理，可保證產品製造信息的規範獲取和三維工序模型的規範生成，進而能夠提高三維工序模型生成質量；通過採用無歷史建模的幾何操作方法，可支持各類建模軟體設計的產品模型並提高了模型生成時的幾何計算效率。本發明提出的一種應用於數位化工藝設計的三維工序模型演進生成方法，包括以下幾個步驟
步驟一、通過測量和分析產品實物，獲取產品製造特徵信息；(I. I)建立製造特徵類型信息庫總結各類製造特徵類型，對每個製造特徵類型應包含的產品製造特徵信息屬性及關係信息進行定義和管理，並通過製造特徵類型信息庫進行製造特徵類型信息的存儲。(I. 2)從產品模型上獲取產品製造特徵信息①根據產品實物測量得到的數據，在建模軟體中建立相應的產品模型；②根據產品模型上反映幾何形狀和製造要求的產品製造信息，從建立的製造特徵類型信息庫中獲取各類製造特徵類型；③根據製造特徵類型定義的產品製造特徵信息屬性和關係信息，從產品模型上逐一獲取產品模型上各個產品製造特徵包含的產品製造特徵信息，判斷產品製造特徵信息是否獲取完全，如未獲取完全，則返回步驟②，直至產品模型上包含的產品製造信息全部獲取，將產品模型包含的產品製造信息轉化為產品製造特徵信息進行組織，並存儲在產品製造特徵信息庫中，得到結構化產品製造特徵信息；步驟二、根據產品製造特徵信息進行數位化工藝設計首先獲取工藝設計中相應產品模型所包含的產品製造特徵信息，然後以該產品包含的每個產品製造特徵為對象，結合每個產品製造特徵包含的產品製造特徵信息，應用相關的工藝知識和規則進行數位化工藝設計，將決策得到的加工方法信息、加工餘量信息、資源信息與產品製造特徵信息關聯組織，將其結構化存儲到相應工序的工步信息中，得到結構化工藝信息。步驟三、三維工序模型演進生成(3. I)建立三維工序模型生成規則庫總結三維工序模型生成規則和規則中的轉化要求，然後將三維工序模型生成規則和規則中的轉化要求通過資料庫進行存儲和管理，完成三維工序模型生成規則庫的建立。(3. 2)確定三維工序模型生成流程三維工序模型的逆向生成過程是一個以最後一個工序為起點逐漸向前一工序演進，以工步為幾何操作單元進行反覆迭代的過程，直至第一個工序的三維工序模型生成，從而完成三維工序模型的整個演進生成流程；在每個工序的三維工序模型生成過程中，首先以緊後工序的三維工序模型作為本工序模型的輸入狀態，然後從每個工序的最後一個工步開始，根據工序的每個工步關聯的產品製造特徵及其包含的加工方法、加工餘量信息對幾何模型進行幾何操作，逐步將工序模型恢復為緊後工序未加工時的模型狀態，最後將得到的三維工序模型作為本工序的三維工序模型，並進行保存；若當前工序不是工藝規程的第一個工序，則繼續進行迭代，直至工藝過程中包含的所有工序的三維工序模型生成完成。(3. 3)三維工序模型生成過程應用步驟(3. 2)中設計的三維工序模型生成流程生成工藝過程各工序的三維工序模型；三維工序模型生成過程是根據工藝過程的工序信息進行的，採用步驟二中的結構化工藝信息作為三維工序模型的輸入信息，在每個三維工序模型生成過程中，先獲取結構化工藝信息，關聯、組織和存儲的產品製造特徵、加工方法、加工餘量等信息，然後將產品製造特徵和加工方法信息作為輸入信息，查詢三維工序模型生成規則庫，匹配選擇得到改變幾何形狀所使用的幾何操作方法，獲取相應的產品製造特徵信息、加工餘量等信息，根據三維工序模型生成規則中定義的信息轉化要求，將產品製造特徵信息、加工方法、加工餘量等信息轉化為幾何操作方法信息，最後通過幾何操作方法改變產品模型特定位置的幾何形狀，實現三維工序模型生成過程，得到三維工序模型。本發明對比已有技術具有以下創新點和優點(I)在三維工序模型生成過程中，設計了三維工序模型的演進生成流程，實現了基於工藝信息與工藝過程集成的三維工序模型的自動生成，改進了工序模型生成過程及其生成效率；(2)在三維 工序模型生成過程中，通過產品製造特徵類型、三維工序模型生成規則的管理，保證產品製造信息的規範獲取和三維工序模型的規範生成，進而提高三維工序模型生成質量；(3)在三維工序模型生成過程中，採用了無歷史建模的幾何操作方法，支持各類建模軟體設計的產品模型，也提高了在三維工序模型生成時的幾何計算效率。
圖I :三維工序模型逆序演進生成的總體流程；圖2 :從產品模型中獲取製造特徵信息的流程；圖3 :產品製造信息與工藝信息間的關係示意；圖4 :三維工序模型逆序演進生成的具體流程。
具體實施例方式下面將結合附圖和實施例對本發明作進一步的詳細說明本實施例在以本發明技術方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的操作過程，實施例中涉及的幾何尺寸單位均為毫米，但本發明的保護範圍不限於下述的實施例。本發明提出的一種數位化工藝設計過程中的三維工序模型的演進生成方法，如圖I所示，具體包括以下幾個步驟步驟一、通過測量和分析產品實物，獲取產品製造特徵信息；(I. I)建立製造特徵類型信息庫所述的製造特徵類型是從製造的角度出發，通過對各類產品中的大量製造特徵進行分析抽象得到的，而一個製造特徵通常反映在描述該特徵的產品幾何特徵、幾何形面、區域等幾何形狀實體以及尺寸、形狀公差、位置公差、粗糙度、注釋等製造要求信息中。製造特徵類型是指定義的製造特徵應包含的屬性和關係的模版，定義了製造特徵類型應包含的產品製造特徵信息。製造特徵類型信息管理對製造特徵類型應包含的屬性及關係信息進行管理，並通過資料庫(製造特徵類型信息庫)進行製造特徵類型信息的存儲。通過對總結得到的製造特徵類型信息的管理和存儲，建立製造特徵類型信息庫。此外，製造特徵類型信息管理可支持特徵類型及其屬性和關係的拓展，以滿足產品設計和工藝更新的需求。具體建立過程為在製造特徵類型信息庫的建立過程中，首先總結各類製造特徵類型，如通孔、沉頭孔、埋頭孔、矩形槽、T型槽等，然後對每個製造特徵類型應包含的產品製造特徵信息屬性及關係信息進行定義和管理，如圓柱凸臺，可關聯包含凸臺頂面、凸臺側壁、凸臺高、凸臺直徑、圓柱度等屬性，以及與放置面垂直度等的關係信息，從而建立圓柱凸臺的產品製造特徵信息獲取模板，並通過製造特徵類型信息庫進行存儲。在圓柱凸臺這類製造特徵類型的產品製造特徵信息獲取過程中，按照該模板獲取相應的產品製造特徵信息，進行產品製造特徵信息的規範獲取；(I. 2)從產品模型上獲取產品製造特徵信息產品製造信息是對產品設計信息中所包含的指引其製造過程、或是對製造過程進行要求與限制的內容的描述，用特徵的形式進行組織和描述時，將具有相關關係的整體稱為產品製造特徵，那些描述信息稱為產品製造特徵信息。產品設計過程設計得到的產品模型包含了大量的產品製造特徵信息。在獲取產品製造特徵信息的過程中，根據每類製造特徵類型中定義的產品製造特徵信息屬性和關係信息，獲取並組織為產品模型包含的產品制 造特徵信息，即將製造特徵類型進行實例化，如根據圓柱凸臺製造特徵類型的定義獲取產品模型上具體圓柱凸臺的頂面幾何要素、側壁幾何要素、凸臺高的尺寸值、凸臺直徑尺寸、圓柱度要求信息和垂直度要求信息，並按製造特徵類型中定義的產品製造特徵信息的屬性和關係信息存儲產品製造特徵信息，得到面向製造過程的結構化的產品製造特徵信息，實現基於製造特徵類型的產品製造特徵信息規範獲取。產品製造特徵信息的獲取流程如圖2所示，具體過程為①根據產品實物測量得到的數據，在建模軟體中建立相應的產品模型；②根據產品模型上反映幾何形狀和製造要求的產品製造信息，從建立的製造特徵類型信息庫中獲取各類製造特徵類型；③根據製造特徵類型定義的產品製造特徵信息屬性和關係信息，從產品模型上逐一獲取各個產品製造特徵包含的產品製造特徵信息，判斷產品製造特徵信息是否獲取完全，如未獲取完全，則返回步驟②，直至產品模型上包含的產品製造信息全部獲取。通過以上獲取過程，將產品模型中用幾何信息和製造要求信息形式表達的產品製造信息，以特徵為基本單元轉化得到產品製造特徵信息，將其按製造特徵類型定義的產品製造特徵信息屬性和關係進行組織，並與特定的產品模型關聯存儲在產品製造特徵信息庫中，用於後續工藝設計活動。步驟二、根據產品製造特徵信息進行數位化工藝設計；在工藝設計過程中，首先獲取工藝設計中相應產品模型所包含的產品製造特徵信息，然後以該產品包含的每個產品製造特徵為對象，結合每個產品製造特徵包含的產品製造特徵信息，應用相關的工藝知識和規則進行加工方法決策、工序排序、工序合併、工序尺寸計算等數位化工藝過程設計，工藝知識和規則主要包括製造特徵與加工方法及加工資源的匹配、加工方法對應工序尺寸計算時的封閉環處理、加工餘量對工序尺寸的影響、製造特徵加工精度信息等，如對於內徑為05. 6，下偏差為0，上偏差為0. 25的凸臺，可採用鑽孔的加工方法，並匹配專用夾具和普通鑽床；而對於內徑為O 17. 5，下偏差為-0. 016，上偏差為+0. 034的凸臺，可採用鑽-擴-磨或者粗鏜-半精鏜-精鏜的加工方法鏈，並匹配專用夾具和萬能磨床。最後將決策得到的加工方法信息、資源信息與產品製造特徵信息關聯組織，將其存儲到資料庫中，得到結構化工藝信息，用於產品模型相應的工藝信息的查詢檢索，為三維工序模型生成等後續製造過程提供信息支持。結構化工藝信息如圖3所示，產品模型以製造特徵為單元進行組織，工藝信息矩陣橫向反映了製造特徵在產品工藝過程中的加工路線，矩陣縱向反映了每個工序的加工對象和加工每個製造特徵的工步信息，工步信息又包含了加工方法、加工餘量、加工資源等屬性信息。步驟三、三維工序模型演進生成；三維工序模型的生成需要基於工藝信息按照一定的流程和規則生成，首先建立三維工序模型生成規則庫，為三維工序模型生成提供模型生成方法和信息轉化支持，然後按照三維工序模型生成流程，採用相應的模型生成方法生成每個工序的三維工序模型。(3. I)建立三維工序模型 生成規則庫在製造過程中，對產品的特定結構進行加工使產品發生特定的幾何形狀變化。在工藝設計過程，對產品包含的每個產品製造特徵設計相應的加工方法，會導致產品模型上該製造特徵相應的幾何形狀按照特定的規律發生變化。在生成三維工序模型時，需要通過一定的幾何操作方法來實現這種幾何形狀的變化。通過總結幾何形狀改變所採用的幾何操作方法等規律，得到基於製造特徵類型和加工方法匹配幾何操作方法的規則。在三維工序模型生成的幾何形狀變化過程中，需要將車銑鑽鏜等加工方法、加工尺寸等工藝信息轉化為三維建模軟體支持的移動面、偏置區域等幾何操作方法所具有的不同參數信息，同時幾何模型驅動方法的選擇還取決於製造特徵本身，如採用拉伸幾何體方式實現鑽削圓柱凸臺孔相應的三維工序模型幾何形狀變化時，需要將加工餘量轉化為要拉伸的高度，端面轉化為要拉伸的平面，端面大小轉化為要拉伸平面的直徑；而採用偏置面的幾何操作方法實現車端面相應的三維工序模型幾何形狀變化時，加工餘量信息轉化為偏置面的偏置距離，端面轉化為偏置面的偏置對象。因此，在定義幾何操作方法選擇規則的基礎上，進一步完成相應工藝信息向幾何操作方法信息轉化的規則，定義各種規則中工藝信息向幾何操作方法信息的轉化要求，如對於車端面加工方法轉化為偏置替換面的幾何操作方法時，需要首先選擇替換面，並將替換面偏置一定的距離。三維工序模型生成規則庫的建立過程如下，首先應用以上三維工序模型生成規則的定義方法，從大量工藝信息向幾何操作方法的轉化實例中，總結得到三維工序模型生成規則和規則中的轉化要求，主要包括製造特徵類型與加工方法、幾何操作方法的對應關係，以及製造特徵類型要素與幾何操作方法要素間的轉化對應關係，比如銑平面、車端面等加工方法可轉化為三維建模軟體中的移動面幾何操作方法，端面對應待移動的面，加工餘量對應移動面的移動距離。然後將這些信息及規則通過資料庫進行存儲和管理，完成三維工序模型生成規則庫的建立。對於新的加工方法加工製造特徵實例，首先從三維工序模型生成規則庫中進行檢索，若已有類似實例，則直接匹配相應的轉化規則；若無，則向規則庫中添加該新實例轉化規則。最終可應用這些三維工序模型生成規則選擇相應的幾何操作方法，並將工藝信息轉化為幾何操作方法信息，實現加工各類產品製造特徵的幾何操作方法的選擇和相應幾何操作方法參數信息的轉化，用於三維工序模型生成過程。(3. 2)確定三維工序模型生成流程三維工序模型的演進應與工藝設計過程相結合，一方面三維工序模型是根據工藝信息逐步生成的，另一方面三維工序模型的生成也應與工藝設計中工序尺寸的計算過程保持一致。三維工序模型生成流程採用根據工藝信息從最後一個工序模型逆向生成工序過程中每個工序對應的三維工序模型的方法，匹配相應的幾何模型操作方法，改變產品模型幾何形狀，從而得到工藝過程中每個工序的三維工序模型。三維工序模型的逆向生成過程是一個以最後一個工序為起點逐漸向前一個工序演進，以工步為幾何操作單元進行反覆迭代的過程，直至第一個工序的三維工序模型生成，從而完成三維工序模型的整個演進生成流程。在工藝設計所關聯的產品模型中僅保留最後一道工序要求的幾何信息及公差、粗糙度、注釋等製造要求信息，即可得到最後一個工序的三維工序模型；毛坯對應第一個工序未加工時的三維工序模型。在此定義緊後工序為緊挨著某工序的下一道工序，如當前工序為N，則下一道工序為N+1，易知最後一個工序沒有緊後工序。在每個工序的三維工序模型生成過程中，首先以其緊後工序的三維工序模型作為本工序1吳型的輸入狀態，然後從緊後工序的最後一個工步開始，根據工序的每個工步關聯的產品製造特徵及其包含的加工方法、加工餘量等信息對幾何模型進行幾何操作，逐步將工序模型恢復為緊後工序未加工時的模型狀態，最後將得到的三維工序模型作為本工序的三維工序模型，並進行保存。如果當前工序不是工藝規程的第一個工序，則繼續進行迭代，直至工藝過程中包含的所有工序的三維工序模型生成完。沿工藝過程逆向生成三維工序模型的生成流程如圖4所示，①將產品模型作為最後一個工序的工序模型的輸入，並獲取最後一個工序三維工序模型；②獲取緊後工序的三維工序模型作為本三維工序模型的輸入狀態，獲取緊後工序最後一個工步信息生成本工序三維工序模型的中間狀態模型；④判斷是否存在前一工步，如是，則獲取前一工步信息，並返回步驟③，如否，存儲當前模型作為本工序三維工序模型；⑤判斷是否存在前一工序，如是，開始前一工序的三維工序模型生成，返回步驟②，若否，則結束三維工序模型的生成流程。如對於外徑為小30. 0±0. 30、內徑為妁7.5==、高度為26.0的圓柱凸臺的工藝設計過程，可認為由車端面與外圓、粗鏜-半精鏜-精鏜內孔前後兩個工序組成，則該凸臺的三維工序模型逆序生成過程如下最後一個工序的三維工序模型為僅標註有內徑為小17. 5，下偏差為-0. 016，上偏差為+0. 034的圓柱凸臺三維模型；將該工序模型的粗鏜-半精鏜-精鏜等工步恢復後，則可得到內徑為￠12，同時標註著凸臺外徑和凸輪高度相應製造要求的第一個工序的三維工序模型。(3. 3)三維工序模型生成過程完成工藝設計的工藝信息決策即步驟(3. 2)中確定三維工序模型生成流程後，需要生成相應工序的三維工序模型來反映工藝信息並用於後續的設計製造活動，應用步驟(3.2)中設計的三維工序模型生成流程生成工藝過程各工序的三維工序模型。三維工序模型生成過程是根據工藝過程的工序信息進行的，採用步驟二中的結構化工藝信息作為三維工序模型的輸入信息。在每一步三維工序模型的生成的幾何操作過程中時，伴隨著相應的結構化工藝信息的獲取和幾何操作方法的選擇以及工藝信息向幾何操作方法信息的轉化。在每個三維工序模型生成過程中，先獲取結構化工藝信息，關聯、組織和存儲產品製造特徵信息、加工方法、加工餘量等信息，然後將產品製造特徵和加工方法信息作為輸入信息，查詢三維工序模型生成規則庫，匹配選擇得到改變幾何形狀所使用的幾何操作方法，獲取相應的產品製造特徵信息、加工餘量等信息，根據三維工序模型生成規則中定義的信息轉化要求，將產品製造特徵信息、加工方法、加工餘量等信息轉化為幾何操作方法信息，最後通過幾何操作方法改變產品模型特定位置的幾何形狀，實現三維工序模型生成過程，得到三維工序模型。 在三維工序模型生成過程中所採用的幾何操作方法分為有歷史建模和無歷史建模兩種。無歷史建模具有圖形計算效率高，能夠滿足任何時間任何建模軟體建立的產品模型的三維工序模型的生成要求。在三維工序模型生成過程中採用無歷史建模提供的移動面、抽取面、替換面、偏置面、刪除面、偏置區域、重用、約束等幾何操作方法改變產品模型的幾何形狀，實現對各種建模軟體設計得到的產品模型的幾何形狀的改變和三維工序模型的生成。 按照以上獲取產品製造特徵信息、根據產品製造特徵信息進行工藝設計和三維工序模型演進生成三個步驟，能夠進行產品製造信息的組織和結構化存儲，並將產品製造信息與工藝設計產生的信息關聯存儲，在三維工序模型生成時，按照三維工序模型生成流程，通過三維工序模型生成規則，根據產品製造特徵信息和加工方法選擇幾何操作方法，並將工藝信息轉化為幾何操作方法信息，從而改變產品模型的幾何形狀，實現應用於數位化工藝設計中的三維工序模型規範化自動生成。
權利要求
1. 一種應用於數位化工藝設計的三維工序模型演進生成方法，其特徵在於包括以下步驟 步驟一、通過測量和分析產品實物，獲取產品製造特徵信息； (I. I)建立製造特徵類型信息庫 總結各類製造特徵類型，對每個製造特徵類型應包含的產品製造特徵信息屬性及關係信息進行定義，並通過製造特徵類型信息庫進行製造特徵類型信息的存儲； (I. 2)從產品模型上獲取產品製造特徵信息 ①根據產品實物測量得到的數據，在建模軟體中建立相應的產品模型；②根據產品模型上反映幾何形狀和製造要求的產品製造信息，從建立的製造特徵類型信息庫中獲取各類製造特徵類型；③根據製造特徵類型定義的產品製造特徵信息屬性和關係信息，從產品模型上逐一獲取產品模型上各個產品製造特徵包含的產品製造特徵信息，判斷產品製造特徵信息是否獲取完全，如未獲取完全，則返回步驟②，直至產品模型上包含的產品製造信息全部獲取，將產品模型包含的產品製造信息轉化為產品製造特徵信息進行組織，並存儲在產品製造特徵信息庫中，得到結構化產品製造特徵信息； 步驟二、根據產品製造特徵信息進行數位化工藝設計 首先獲取工藝設計中相應產品模型所包含的產品製造特徵信息，然後以該產品包含的每個產品製造特徵為對象，結合每個產品製造特徵包含的產品製造特徵信息，應用相關的工藝知識和規則進行數位化工藝設計，將決策得到的加工方法信息、加工餘量信息、資源信息與產品製造特徵信息關聯組織，將其結構化存儲到相應工序的工步信息中，得到結構化工藝信息； 步驟三、三維工序模型演進生成 (3. I)建立三維工序模型生成規則庫 總結三維工序模型生成規則和規則中的轉化要求，然後將三維工序模型生成規則和規則中的轉化要求通過資料庫進行存儲和管理，完成三維工序模型生成規則庫的建立； (3. 2)確定三維工序模型生成流程 三維工序模型的逆向生成過程是以最後一個工序為起點逐漸向前一工序演進，以工步為幾何操作單元進行反覆迭代的過程，直至第一個工序的三維工序模型生成；在每個工序的三維工序模型生成過程中，首先以緊後工序的三維工序模型作為本工序模型的輸入狀態，然後從每個工序的最後一個工步開始，根據工序的每個工步關聯的廣品製造特徵及其包含的加工方法、加工餘量信息對幾何模型進行幾何操作，逐步將工序模型恢復為緊後工序未加工時的模型狀態，最後將得到的三維工序模型作為本工序的三維工序模型並進行保存；若當前工序不是工藝規程的第一個工序，則繼續進行迭代，直至工藝過程中包含的所有工序的三維工序模型生成完成； (3. 3)三維工序模型生成過程 應用步驟(3.2)中設計的三維工序模型生成流程生成工藝過程各工序的三維工序模型；三維工序模型生成過程是根據工藝過程的工序信息進行的，採用步驟二中的結構化工藝信息作為三維工序模型的輸入信息，在每個三維工序模型生成過程中，先獲取結構化工藝信息，關聯、組織和存儲的產品製造特徵信息、加工方法、加工餘量信息，然後將產品製造特徵和加工方法信息作為輸入信息，查詢三維工序模型生成規則庫，匹配選擇得到改變幾何形狀所使用的幾何操作方法，獲取相應的製造特徵信息、加工餘量信息，根據三維工序模型生成規則中定義的信息轉化要求，將產品製造特徵信息、加工方法、加工餘量信息轉化為幾何操作方法信息，最後通過幾何操作方法改變產品模型特定位置的幾何形狀，實現三維工序模型生成過程，得到三維工序模型。
2.根據權利要求I所述的三維工序模型演進生成方法，其特徵在於所述的步驟二中的數位化工藝設計包括加工方法決策、工序排序、工序合併、工序尺寸計算，運用的知識和規則包括製造特徵與加工方法及加工資源的匹配、加工方法對應工序尺寸計算時的封閉環處理、加工餘量對工序尺寸的影響、以及製造特徵加工精度信息。
3.根據權利要求I所述的三維工序模型演進生成方法，其特徵在於所述的步驟三中的三維工序模型生成規則和規則中的轉化要求，包括製造特徵類型與加工方法、驅動三維模型變化的幾何操作方法三者之間的對應關係，以及製造特徵類型要素與幾何操作方法要素間的轉化對應關係。
4.根據權利要求I所述的三維工序模型演進生成方法，其特徵在於所述的步驟三中的幾何操作方法為無歷史建模的幾何操作方法，採用無歷史建模提供的包括移動面、抽取面、替換面、偏置面、刪除面、偏置區域、重用、約束在內的幾何操作方法改變產品模型的幾何形狀，實現對各種建模軟體設計得到的產品模型的幾何形狀的改變和三維工序模型的生成。
5.根據權利要求I所述的三維工序模型演進生成方法，其特徵在於所述的步驟三中確定三維工序模型生成流程具體為①將產品模型作為最後一個工序的工序模型的輸入，並獲取最後一個工序的三維工序模型；②獲取緊後工序的三維工序模型作為本三維工序模型的輸入狀態，獲取緊後工序最後一個工步信息；③生成本工序三維工序模型的中間狀態模型；④判斷是否存在前一工步，如是，則獲取前一工步信息，並返回步驟③，如否，存儲本工序三維工序模型；⑤判斷是否存在前一工序，如是，開始前一工序的三維工序模型生成，返回步驟②，若否，則結束三維工序模型的生成流程。
全文摘要
本發明公開了一種應用於數位化工藝設計的三維工序模型演進生成方法，屬於數位化製造領域。本發明包括以下步驟建立製造特徵類型信息庫，通過測量和分析產品實物獲取產品製造特徵信息；根據產品製造特徵信息進行數位化工藝設計，存儲工藝決策結果；構建三維工序模型生成規則庫，確定三維工序模型從產品到毛坯的逆序生成流程，完成三維工序模型的演進變化。本發明實現了基於工藝信息與工藝過程集成的三維工序模型的自動生成，可改進工序模型生成過程及其效率；在三維工序模型生成過程中，採用了無歷史建模的幾何操作方法，支持各類建模軟體並提高了工序模型生成時的幾何計算效率。
文檔編號G06F17/50GK102622477SQ20121005230
公開日2012年8月1日 申請日期2012年3月1日 優先權日2012年3月1日
發明者喬立紅, 李少帥, 葛晨 申請人:北京航空航天大學