本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)領(lǐng)域，具體涉及一種基于知識(shí)的汽車焊裝夾具零件參數(shù)化建模方法。

背景技術(shù)：

在汽車制造業(yè)中，汽車車身焊裝夾具在汽車焊裝線上占有非常重要的地位，其設(shè)計(jì)制造的速度和質(zhì)量將直接影響汽車的生產(chǎn)規(guī)模、效率和質(zhì)量。焊裝夾具設(shè)計(jì)過程一般被分為四個(gè)階段：工件的裝夾規(guī)劃、焊裝夾具規(guī)劃設(shè)計(jì)、焊裝夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和校驗(yàn)，其中，焊裝夾具結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)過程的重要一環(huán)，根據(jù)焊裝夾具規(guī)劃的結(jié)果，選擇合適的焊裝夾具類型，確定焊裝夾具尺寸參數(shù)和知識(shí)類型，最后進(jìn)行焊裝夾具建模。

當(dāng)前大部分焊裝夾具建模方法是：草繪出夾具零件模型的草圖輪廓、生成零件幾何模型、添加零件的其它特征、將模型參數(shù)化，然后完成夾具模型建立，但這種建模方法不僅效率低，還不能將參數(shù)設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)知識(shí)有效的組織和表達(dá)，且主要是通過設(shè)計(jì)人員按照自己的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)來設(shè)計(jì)，需要耗費(fèi)大量的人力和精力，也很難對(duì)領(lǐng)域知識(shí)進(jìn)行科學(xué)有效地繼承與重用。

因此，有必要研究更為有效的焊裝夾具模型建立方法，對(duì)傳統(tǒng)的設(shè)計(jì)模式和方法進(jìn)行改進(jìn)，以適應(yīng)汽車行業(yè)市場(chǎng)對(duì)焊裝夾具快速響應(yīng)的需求。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的就是針對(duì)上述技術(shù)的不足，提供一種基于知識(shí)的汽車焊裝夾具零件參數(shù)化建模方法，實(shí)現(xiàn)夾具零件的自動(dòng)建模，且模型建立快速、精確，提高了焊裝夾具零件模型的設(shè)計(jì)效率，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。

為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所設(shè)計(jì)的基于知識(shí)的汽車焊裝夾具零件參數(shù)化建模方法，包括以下步驟：

a.對(duì)焊裝夾具提取設(shè)計(jì)知識(shí)，所述設(shè)計(jì)知識(shí)包括設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范知識(shí)和設(shè)計(jì)過程知識(shí)，所述設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范知識(shí)包括零件選用規(guī)格、零件之間裝配方式、零件技術(shù)要求和零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)格，所述設(shè)計(jì)過程知識(shí)包括零件模型參數(shù)知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)；

b.將所述步驟a中提取的設(shè)計(jì)知識(shí)歸類為模型參數(shù)知識(shí)、設(shè)計(jì)規(guī)則知識(shí)、設(shè)計(jì)屬性知識(shí)和裝配屬性知識(shí)，并將模型參數(shù)知識(shí)、設(shè)計(jì)規(guī)則知識(shí)和設(shè)計(jì)屬性知識(shí)形成程序片段；

c.借助軟件開發(fā)平臺(tái)，通過編程法，基于所述步驟b中的模型參數(shù)知識(shí)編寫零件模型程序，將所述步驟b中的設(shè)計(jì)規(guī)則知識(shí)和設(shè)計(jì)屬性知識(shí)以程序片段的形式添加到零件模型程序中；

d.設(shè)計(jì)零件模型程序的交互界面，對(duì)零件模型程序進(jìn)行封裝；

e.基于焊裝夾具的模型參數(shù)知識(shí)和設(shè)計(jì)屬性知識(shí)使用所述步驟d中的零件模型程序建立零件幾何模型，并將裝配屬性知識(shí)用設(shè)計(jì)法添加到所述零件幾何模型中。

進(jìn)一步地，所述步驟a中的零件模型參數(shù)知識(shí)是對(duì)每一種夾具零件進(jìn)行參數(shù)提取，所述參數(shù)包括主控參數(shù)、輔助參數(shù)和其它參數(shù)，主控參數(shù)決定零件模型主要的外形尺寸，輔助參數(shù)決定部分零件模型特征與主控參數(shù)之間的關(guān)系，其它參數(shù)決定零件模型其它特征的參數(shù)。

進(jìn)一步地，所述步驟a中的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)包括夾具零件的強(qiáng)度、加工性能、精度等級(jí)、制造周期和成本以及夾具零件之間運(yùn)動(dòng)不干涉并保持余量，使夾具零件之間在打開或加緊的極限位置，取放焊接零件時(shí)不與夾具零件發(fā)生干涉，便于安裝、拆卸和更換。

進(jìn)一步地，所述主控參數(shù)是零件模型變形設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，所述輔助參數(shù)是零件模型特征之間關(guān)系的橋梁，所述主控參數(shù)是主控參數(shù)以交互變量的形式控制零件的外形尺寸，所述輔助參數(shù)是輔助參數(shù)與主控參數(shù)之間的關(guān)系以公式的形式控制部分零件特征尺寸；其它參數(shù)是其它參數(shù)以常量的形式控制其它特征的細(xì)節(jié)尺寸。

進(jìn)一步地，所述步驟b中的設(shè)計(jì)規(guī)則知識(shí)包括夾具零件之間的定位方式及夾具零件的選用類型。

進(jìn)一步地，所述步驟b中的設(shè)計(jì)屬性知識(shí)包括夾具零件的編號(hào)、名稱、材料和技術(shù)要求，設(shè)計(jì)屬性知識(shí)是設(shè)計(jì)信息向制造信息轉(zhuǎn)化的信息來源。

進(jìn)一步地，所述步驟b中的裝配屬性知識(shí)是焊裝夾具零件按照自上而下順序裝配的基礎(chǔ)，所述裝配屬性知識(shí)以屬性裝配碼形式添加到模型中，所述裝配屬性知識(shí)包括裝配特征類型、零件裝配順序和特征元素配對(duì)順序。

進(jìn)一步地，所述步驟d中所述交互界面包括索引界面和知識(shí)變量輸入界面，所述知識(shí)變量輸入界面包括模型參數(shù)知識(shí)輸入界面和設(shè)計(jì)屬性知識(shí)輸入界面，所述步驟d中的封裝包括模型參數(shù)知識(shí)、設(shè)計(jì)規(guī)則知識(shí)和設(shè)計(jì)屬性知識(shí)的封裝。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)：

1、本發(fā)明基于知識(shí)的汽車焊裝夾具零件參數(shù)化建模方法，將焊裝夾具設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行歸類總結(jié)，將設(shè)計(jì)知識(shí)以程序片段的形式添加到零件模型程序中，使設(shè)計(jì)知識(shí)得到高效的表達(dá)。

2、借助于軟件開發(fā)平臺(tái)將夾具零件設(shè)計(jì)過程以程序設(shè)計(jì)的方式進(jìn)行封裝，實(shí)現(xiàn)了夾具零件的自動(dòng)建模，模型建立快速、精確，有利于提高焊裝夾具零件模型的設(shè)計(jì)效率，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。

3、將企業(yè)的焊裝夾具設(shè)計(jì)知識(shí)和經(jīng)驗(yàn)等資源進(jìn)行提取整合，有利于焊裝夾具設(shè)計(jì)信息的流轉(zhuǎn)與共享。

附圖說明

圖1為本發(fā)明基于知識(shí)的汽車焊裝夾具零件參數(shù)化建模方法中焊裝夾具設(shè)計(jì)知識(shí)由提取向表達(dá)的轉(zhuǎn)化關(guān)系示意圖；

圖2為本發(fā)明基于知識(shí)的汽車焊裝夾具零件參數(shù)化建模方法一種汽車焊裝夾具定位銷零件模型示意圖；

圖3為本發(fā)明中定位銷零件模型設(shè)計(jì)知識(shí)的表達(dá)結(jié)果示意圖；

圖4為本發(fā)明中定位銷零件模型參數(shù)化模型示意圖；

圖5為本發(fā)明中定位銷零件模型程序生成過程示意圖；

圖6為本發(fā)明中索引界面示意圖；

圖7為本發(fā)明中定位銷零件模型設(shè)計(jì)屬性知識(shí)輸入界面示意圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。

實(shí)施例一以一種汽車焊裝夾具零件模型為例，本發(fā)明基于知識(shí)的汽車焊裝夾具零件參數(shù)化建模方法包括以下步驟：

a.對(duì)焊裝夾具零件提取設(shè)計(jì)知識(shí)，設(shè)計(jì)知識(shí)包括設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范知識(shí)和設(shè)計(jì)過程知識(shí)，設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范知識(shí)包括零件選用規(guī)格、零件之間裝配方式、零件技術(shù)要求和零件結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)規(guī)格，設(shè)計(jì)過程知識(shí)包括零件模型參數(shù)知識(shí)和設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)，零件模型參數(shù)知識(shí)是對(duì)每一種夾具零件進(jìn)行參數(shù)提取，參數(shù)包括主控參數(shù)、輔助參數(shù)和其它參數(shù)，主控參數(shù)決定零件模型主要的外形尺寸，輔助參數(shù)決定部分零件模型特征與主控參數(shù)之間的關(guān)系，其它參數(shù)決定零件模型其它特征的參數(shù)；設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)知識(shí)包括夾具零件的強(qiáng)度、加工性能、精度等級(jí)、制造周期和成本以及夾具零件之間運(yùn)動(dòng)不干涉并保持余量，使夾具零件之間在打開或加緊的極限位置，取放焊接零件時(shí)不與夾具零件發(fā)生干涉，便于安裝、拆卸和更換，該焊裝夾具零件設(shè)計(jì)知識(shí)信息如表一所示：

表一：一種焊裝夾具零件模型設(shè)計(jì)知識(shí)提取結(jié)果

b.將步驟a中提取的設(shè)計(jì)知識(shí)進(jìn)行表達(dá)，可以歸類為模型參數(shù)知識(shí)、設(shè)計(jì)規(guī)則知識(shí)、設(shè)計(jì)屬性知識(shí)和裝配屬性知識(shí)，并將模型參數(shù)知識(shí)、設(shè)計(jì)規(guī)則知識(shí)和設(shè)計(jì)屬性知識(shí)形成程序片段，設(shè)計(jì)知識(shí)由提取向表達(dá)的轉(zhuǎn)化關(guān)系如圖1所示，以圖2焊裝夾具零件中定位銷零件模型為例說明設(shè)計(jì)知識(shí)的表達(dá)，定位銷零件模型設(shè)計(jì)知識(shí)的表達(dá)結(jié)果如圖3所示，具體如下：

1)模型參數(shù)知識(shí)：模型參數(shù)知識(shí)包括主控參數(shù)、輔助參數(shù)和其它參數(shù)，主控參數(shù)是零件模型變形設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，輔助參數(shù)是零件模型特征之間關(guān)系的橋梁，主控參數(shù)是主控參數(shù)以交互變量的形式控制零件的外形尺寸，輔助參數(shù)是輔助參數(shù)與主控參數(shù)之間的關(guān)系以公式的形式控制部分零件特征尺寸；其它參數(shù)是其它參數(shù)以常量的形式控制其它特征的細(xì)節(jié)尺寸，本實(shí)施例中，如圖4所示，定位銷零件模型的主控參數(shù)包括銷工作直徑d(銷直徑d減徑0.2mm)、工作長(zhǎng)度l、裝配尺寸l2、固定尺寸l1、裝配直徑d1；輔助參數(shù)包括菱形銷寬度a＝0.3*d、安裝面尺寸b＝1/2*d、螺紋直徑等于裝配直徑，其它參數(shù)圓角r＝1.5mm、限位面h＝3mm、菱形輪廓角度為50°、銷錐形角度為30°，其中l(wèi)3是間接保證的尺寸。

2)設(shè)計(jì)規(guī)則知識(shí)：設(shè)計(jì)規(guī)則知識(shí)包括夾具零件之間的定位方式及夾具零件的選用類型，本實(shí)施例中，定位銷零件模型包括兩種類型圓銷(a型銷)和菱形銷(b型銷)，設(shè)計(jì)規(guī)則形成程序片段為：

iftype＝＝"a"

{`零件幾何體\凹槽.1\活動(dòng)`＝false

`零件幾何體\凹槽.2\活動(dòng)`＝false}

iftype＝＝"b"

{`零件幾何體\凹槽.1\活動(dòng)`＝true

`零件幾何體\凹槽.2\活動(dòng)`＝true}

3)設(shè)計(jì)屬性知識(shí)：設(shè)計(jì)屬性知識(shí)包括夾具零件的編號(hào)、名稱、材料和技術(shù)要求，本實(shí)施例中，定位銷零件模型的設(shè)計(jì)屬性知識(shí)如表二所示：

表二：定位銷零件模型設(shè)計(jì)屬性知識(shí)

4)裝配屬性知識(shí)：裝配屬性知識(shí)是焊裝夾具零件按照自上而下順序裝配的基礎(chǔ)，裝配屬性知識(shí)以裝配屬性碼形式添加到模型中，裝配屬性知識(shí)包括裝配特征類型、零件裝配順序和特征元素配對(duì)順序，裝配屬性知識(shí)是模型的裝配屬性碼信息，本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)定位銷零件模型裝配屬性碼為plane61、plane62和axis61，其中英文字母標(biāo)示裝配特征類型，第一個(gè)數(shù)字表示零件中特征元素的標(biāo)碼，第二個(gè)數(shù)字表示零件模型裝配層次，供模型建立后自動(dòng)裝配時(shí)使用；

c.借助軟件開發(fā)平臺(tái)，如圖5所示，應(yīng)用編程語言vb對(duì)三維軟件catia通過編程法，基于步驟b中的模型參數(shù)知識(shí)編寫零件模型程序，將步驟b中的設(shè)計(jì)規(guī)則知識(shí)和設(shè)計(jì)屬性知識(shí)以程序片段的形式添加到零件模型程序中；

d.設(shè)計(jì)零件模型程序的交互界面，對(duì)零件模型程序進(jìn)行封裝，交互界面包括索引界面和知識(shí)變量輸入界面，知識(shí)變量輸入界面包括模型參數(shù)知識(shí)輸入界面和設(shè)計(jì)屬性知識(shí)輸入界面，步驟d中的封裝包括模型參數(shù)知識(shí)、設(shè)計(jì)規(guī)則知識(shí)和設(shè)計(jì)屬性知識(shí)的封裝，本實(shí)施例中，索引界面如圖6，定位銷設(shè)計(jì)屬性知識(shí)輸入界面如圖7所示；

e.基于定位銷零件模型的模型參數(shù)知識(shí)和設(shè)計(jì)屬性知識(shí)使用步驟d中的零件模型程序建立零件幾何模型，并將裝配屬性知識(shí)用設(shè)計(jì)法添加到所述零件幾何模型中。

本發(fā)明基于知識(shí)的汽車焊裝夾具零件參數(shù)化建模方法，解決了現(xiàn)有夾具零件模型建立過程中模型建立復(fù)雜、參數(shù)化設(shè)計(jì)和設(shè)計(jì)知識(shí)不能有效組織和表示的問題，實(shí)現(xiàn)夾具零件的自動(dòng)建模，且模型建立快速、精確，提高了焊裝夾具零件模型的設(shè)計(jì)效率，縮短產(chǎn)品研發(fā)周期。