專利名稱：一種變型設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于數(shù)字化設(shè)計(jì)領(lǐng)域，尤其涉及一種變型設(shè)計(jì)方法。
背景技術(shù)：
如何快速響應(yīng)市場和客戶的變化，低成本、高效率開發(fā)滿足客戶特定需求的產(chǎn)品， 是時(shí)代的要求和發(fā)展趨勢。隨著CAD技術(shù)的發(fā)展，參數(shù)化技術(shù)、基于特征的建模技術(shù)、實(shí)體建模技術(shù)已經(jīng)在CAD系統(tǒng)中得到了成功應(yīng)用。在CAD系統(tǒng)可以快速建立參數(shù)化的基于特征的實(shí)體模型，但是如何與設(shè)計(jì)方法學(xué)相結(jié)合，快速根據(jù)客戶需求變型設(shè)計(jì)出滿足客戶需求的產(chǎn)品仍然是值得關(guān)注的一個(gè)問題。并且在對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進(jìn)行變型設(shè)計(jì)以后，相應(yīng)的工藝規(guī)劃過程也需要進(jìn)行相應(yīng)的改變，因此需要研究工藝的變型設(shè)計(jì)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明采用基于產(chǎn)品事物特性表以及主文檔的集成建模方法，形成支持結(jié)構(gòu)變型設(shè)計(jì)、工藝變型設(shè)計(jì)的方法，覆蓋產(chǎn)品的設(shè)計(jì)制造過程，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)的集成。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
(1)建立產(chǎn)品模型
首先根據(jù)零件的二維圖形在三維CAD系統(tǒng)中創(chuàng)建一個(gè)初步的三維模型。其次對模型參數(shù)的名稱進(jìn)行規(guī)范化，并分析參數(shù)之間的約束關(guān)系；然后通過相應(yīng)參數(shù)的修改來驗(yàn)證三維模型是否能重新生成，若能重新生成，則模型正確，若不能重新生成，則需要對模型進(jìn)行修改，直到模型能合理再生為止。在三維模型基礎(chǔ)上，提取模型參數(shù)，創(chuàng)建事物特性表，完善其幾何信息和工藝信息。( 2 )產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變型設(shè)計(jì) (a)事物特性關(guān)聯(lián)關(guān)系描述
事物特性表的表列特性對應(yīng)著零件的特性，這些特性之間存在各種關(guān)聯(lián)關(guān)系中，各種特性所處的角色不同。在表列特性之間的關(guān)聯(lián)中，通過對特性在一個(gè)關(guān)聯(lián)中所起的作用， 把特性的屬性分為基本特性BC (Basic Characteristics)和派生特性DC (Derived Characteristics)。所謂基本特性是指在關(guān)聯(lián)關(guān)系中，其取值不受關(guān)聯(lián)關(guān)系的約束；而派生特性是指取值受關(guān)聯(lián)關(guān)系約束的特性。在變型設(shè)計(jì)過程中，只需要根據(jù)客戶需求確定基本特性的值，而派生特性在基本特性確定以后，可以自動(dòng)生成。事物特性表中各種關(guān)聯(lián)關(guān)系可以采用如下的表示方式
C = (BC, DC, Cons, Message) 其中SC = {pCl,bC2「Xs是基本特性集合；DC Idc1Jc2,...^)是派生特性集合；
Cons是指約束集，它描述了特性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；她腿終對約束進(jìn)行說明，當(dāng)對約束進(jìn)行評價(jià)時(shí)可以提供相關(guān)的信息給用戶。
約束的描述可以分為兩種形式
區(qū)間約束Consi 這類約束只是給出了取值范圍或幾個(gè)離散值，在變型設(shè)計(jì)過程中，
當(dāng)基本特性值確定了以后，派生特性的值必須在取值范圍內(nèi)或者從幾個(gè)離散值中選取一個(gè)。函數(shù)約束Consf 這類約束通過函數(shù)關(guān)系來表達(dá)，當(dāng)基本特性確定以后由系統(tǒng)計(jì)
算出派生特性的值。(b)變型設(shè)計(jì)過程
Stepl 根據(jù)客戶需求，確定基本特性SCzii^AinfeJ的值。Step2 基本特性確定以后，根據(jù)基本特性與派生特性之間的約束關(guān)系集Ccms ,確定或計(jì)算派生特性DC ^dc2,.,,dcj的值。St印3 通過事物特性表的基本特性和派生特性驅(qū)動(dòng)CAD系統(tǒng)中的三維模型進(jìn)行變型設(shè)計(jì)。St印4 對變型結(jié)果進(jìn)行審核，如果不滿意，則轉(zhuǎn)入Mepl，重新確定基本特性，如果滿意則轉(zhuǎn)入Mep5。St印5 保存當(dāng)前零件模型，并結(jié)束本過程。(3)工藝變型設(shè)計(jì)
在結(jié)構(gòu)變型設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，進(jìn)行工藝變型設(shè)計(jì)。工藝變型設(shè)計(jì)主要是提供實(shí)例產(chǎn)品相應(yīng)工藝文檔模板的檢索和信息匹配機(jī)制，賦予工藝文檔模板中相關(guān)參數(shù)的具體屬性值，生成具有明確加工意義的產(chǎn)品工藝文檔實(shí)例。利用事物特性表中的某一行數(shù)據(jù)(相當(dāng)于某一具體零件的事物特性值)，與工藝文檔模板相結(jié)合后，就可以自動(dòng)生成該零件的工藝文檔實(shí)例。這些導(dǎo)出的實(shí)例文檔與模板具有很強(qiáng)的相似性，工藝文檔實(shí)例繼承了工藝過程規(guī)劃模板的全部屬性。本發(fā)明的有益效果在設(shè)計(jì)前期，通過分析參數(shù)之間相互的約束關(guān)系，建立對應(yīng)的事物特性表。然后通過事物特性表驅(qū)動(dòng)CAD模型進(jìn)行零部件的變型設(shè)計(jì)，以此來代替繁雜的人工建模。進(jìn)一步，在工藝設(shè)計(jì)過程中，最大程度上重用原有工藝文檔，在工藝文檔模板基礎(chǔ)上，通過引入事物特性表中的事物特性快速生成工藝文檔實(shí)例。


圖1是本發(fā)明的變型設(shè)計(jì)流程圖； 圖2是本發(fā)明的變型設(shè)計(jì)實(shí)例圖。
具體實(shí)施例方式下面通過實(shí)施例，并結(jié)合附圖，對本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步具體的說明。本實(shí)施例是以聯(lián)軸器的變型設(shè)計(jì)過程為例，進(jìn)行實(shí)施。需要說明的是，本發(fā)明所述方法同樣適用于其它的機(jī)械產(chǎn)品和零部件。如圖1所示，首先創(chuàng)建聯(lián)軸器的三維模型，并對該模型的參數(shù)名稱進(jìn)行規(guī)范化，然后對參數(shù)進(jìn)行分析，經(jīng)過參數(shù)分析，圖2所示的聯(lián)軸器只有3個(gè)參數(shù)需要變化，其余的尺寸要么是可以根據(jù)A、B、C三個(gè)尺寸計(jì)算出來(如DAA、DAB、DAC和DAD)，要么固定不變，因此 A、B、C為基本特性，DAA、DAB、DAC、DAD是派生特性。尺寸之間的約束關(guān)系如下 DAA=DAC/3. 0
DAB=A-65. 0 DAC=C-20. 0 DAD=C+ (B-C)/2。確定了參數(shù)之間的約束關(guān)系以后，驗(yàn)證模型的可再生性，最后提取參數(shù)，創(chuàng)建聯(lián)軸器的事物特性表。聯(lián)軸器的事物特性表如圖2所示。每個(gè)聯(lián)軸器零件對應(yīng)于事物特性表中的一行數(shù)據(jù)，當(dāng)對A、B、C賦予不同的數(shù)值時(shí)，就可以產(chǎn)生不同尺寸的聯(lián)軸器模型。工藝文檔模板以事物特性表中的數(shù)據(jù)和客戶訂單的需求參數(shù)為依據(jù)進(jìn)行工藝的變型設(shè)計(jì)。聯(lián)軸器主模型在客戶訂單001、002和003的作用下生成變型零件001，002和003，這些零件具有與工藝文檔相關(guān)的特性參數(shù)。工藝文檔模板與事物特性表中的001、002和003零件的事物特性數(shù)據(jù)，以及客戶訂單001、002、003相結(jié)合，生成對應(yīng)于特定聯(lián)軸器變型零件的工藝文檔實(shí)例001、002和003。
權(quán)利要求
1. 一種變型設(shè)計(jì)方法，其特征在于該方法包括如下步驟 步驟1.建立產(chǎn)品模型，具體過程是首先根據(jù)零件的二維圖形在三維CAD系統(tǒng)中創(chuàng)建一個(gè)初步的三維模型；其次對模型參數(shù)的名稱進(jìn)行規(guī)范化，并分析參數(shù)之間的約束關(guān)系；然后通過相應(yīng)參數(shù)的修改來驗(yàn)證三維模型是否能重新生成，若能重新生成，則模型正確，若不能重新生成，則需要對模型進(jìn)行修改，直到模型能合理再生為止；在三維模型基礎(chǔ)上，提取模型參數(shù)，創(chuàng)建事物特性表，完善其幾何信息和工藝信息；步驟2.產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變型設(shè)計(jì)，具體包括事物特性關(guān)聯(lián)關(guān)系描述和變型設(shè)計(jì)過程； 所述的事物特性約束關(guān)系描述為 C =(BC,DC,Cons,Message),其中BC = Ibc1M2,-^)是基本特性集合；DC = HclJc2,...Jcm)是派生特性集合；Cons是指約束集，它描述了特性之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系；表示對約束的說明； 約束的描述可以分為兩種形式區(qū)間約束Consi 該類約束給出了取值范圍或幾個(gè)離散值，在變型設(shè)計(jì)過程中，當(dāng)基本特性值確定了以后，派生特性的值必須在取值范圍內(nèi)或者從幾個(gè)離散值中選取一個(gè)； 函數(shù)約束Consf 該類約束通過函數(shù)關(guān)系來表達(dá)，當(dāng)基本特性確定以后由系統(tǒng)計(jì)算出派生特性的值；所述的變型設(shè)計(jì)過程具體過程為2-1.根據(jù)需求，確定基本特性· = …,O的值；2-2.基本特性確定以后，根據(jù)基本特性與派生特性之間的約束關(guān)系集Ccms ,確定或計(jì)算派生特性BCf =(威^fca)的值；2-3.通過事物特性表的基本特性和派生特性驅(qū)動(dòng)CAD系統(tǒng)中的三維模型進(jìn)行變型設(shè)計(jì)；2-4.對變型結(jié)果進(jìn)行審核，如果不滿意，則轉(zhuǎn)入2-1，重新確定基本特性，如果滿意則轉(zhuǎn)入2-5 ；2-5.保存當(dāng)前零件模型，并結(jié)束本過程；步驟3.利用事物特性表中的任意一行數(shù)據(jù)與工藝文檔模板相結(jié)合，自動(dòng)生成該零件的工藝文檔實(shí)例。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種變型設(shè)計(jì)方法。本發(fā)明首先建立產(chǎn)品模型；然后進(jìn)行產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變型設(shè)計(jì)，包括事物特性關(guān)聯(lián)關(guān)系描述和變型設(shè)計(jì)過程；在變型設(shè)計(jì)過程中需要確定基本特性，根據(jù)基本特性與派生特性之間的約束關(guān)系集，確定或計(jì)算派生特性的值，通過事物特性表的基本特性和派生特性驅(qū)動(dòng)CAD系統(tǒng)中的三維模型進(jìn)行變型設(shè)計(jì)。最后進(jìn)行工藝變型設(shè)計(jì)。本發(fā)明自動(dòng)化程度高，操作簡單。
文檔編號G06F17/50GK102194033SQ20111015603
公開日2011年9月21日 申請日期2011年6月12日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月12日
發(fā)明者張哲夫, 戴錫鋒, 胡杭民, 蘇少輝, 陳國金, 顧齊齊, 龔友平 申請人:杭州電子科技大學(xué)