三维CAPP系统中基于特征的工艺信息模型研究

论文摘要

工艺设计是联系产品设计与制造的桥梁,利用CAPP系统来提高工艺设计的效率有助于缩短产品生命周期,提升企业研发能力,增强企业在快速变化的现代制造业中的竞争力。本文对三维CAPP系统中基于特征的信息模型开展研究工作,重点研究基于三维产品模型的制造特征提取、工艺决策过程中的信息模型和生成的工艺文件模型。在分析CAPP系统的发展现状和三维模型的建模方法的基础上,研究了当前工艺设计过程中采用的制造特征建模方法及制造特征模型中的各类参数信息。分析了基于特征的三维CAPP系统包含系统支撑层、数据存储层、功能模块层和用户应用层等四个层次的框架结构。讨论了零件信息模型提取和制造特征信息提取方法,特征级工艺决策信息、零件工艺决策信息模型等关键技术,确定了从零件信息模型到制造特征模型的映射关系。文中对工艺设计中的各种刀具、机床等资源信息进行了模型分析,建立了模型内部以及模型之间的逻辑关联。对制造特征加工方法进行流程设计,将几何信息、属性信息等分类建模,制订特征分类依据和特征匹配规则,并分析了工艺文件中包含的信息内容和信息的表达形式。通过制造特征识别、匹配得到特征级工艺步骤,整合特征级工艺步骤得到零件级加工工艺过程,最终以工艺文件的方式输出。基于上述的模型信息、信息流,开发了面向三维CAPP模型的工艺资源数据库、工艺推理等子系统,建立各子系统之间的相互联系,以支持形成功能完备的三维CAPP系统。最后以主轴加工工艺为例说明信息处理过程,展示了三维CAPP系统基于制造特征编制工艺规程的运行方式。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 1 绪论
• 1.1 课题的来源、目的和意义
• 1.2 国内外CAPP 工艺信息模型的研究状况
• 1.3 论文主要研究内容
• 2 基于特征的工艺信息模型总体架构
• 2.1 基于特征的三维CAPP 系统框架
• 2.2 基于特征的工艺设计系统流程建模
• 2.3 基于特征的三维工艺信息建模关键技术研究
• 2.4 本章小结
• 3 制造特征信息提取以及零件信息模型研究
• 3.1 零件与特征信息模型说明
• 3.2 特征几何信息模型研究
• 3.3 特征属性信息模型的表达
• 3.4 特征提取信息模型
• 3.5 特征模型信息的存储
• 3.6 本章小结
• 4 基于特征的工艺决策与工艺文件模型研究
• 4.1 基于特征的工艺资源模型研究
• 4.2 零件工序过程设计模型
• 4.3 基于过程尺寸的工艺过程分析模型
• 4.4 工艺文件模型
• 4.5 本章小结
• 5 基于特征的工艺信息模型在三维CAPP 系统中的实现
• 5.1 零件及特征信息提取
• 5.2 工艺过程资源信息
• 5.3 工序过程设计信息处理
• 5.4 本章小结
• 6 总结与展望
• 6.1 工作总结
• 6.2 后续工作展望
• 致谢
• 参考文献