虚拟检测系统中多领域特征模型一致性研究

论文摘要

特征技术和多领域特征建模是目前CAD研究领域中的热点。由于特征与应用领域相关，因此不同应用领域特征模型之间的相互转换和调整机制是特征技术的关键研究内容。本文在介绍了特征技术和多领域特征建模技术的研究背景、基本理论、研究方法及其应用后，以设计特征模型和加工特征模型之间的转换和调整问题为核心，对多领域特征建模技术中存在的部分关键问题进行了研究。 多领域特征建模中的一个关键问题是保持不同领域特征模型的一致性。在设计过程中自动生成加工特征模型，以及根据对加工特征模型修改的要求自动确定设计特征模型的调整方案，并保持设计特征模型与加工特征模型的一致性，对有效地支持CAD／CAM集成和面向制造的设计(DFM)具有重要意义。 本文首先综述了CAD研究中特征技术的主要研究内容及其研究现状，指出了现有特征技术研究中存在的主要问题，以及本文的主要研究内容和研究目标。 第二章以面向CAD／CAM集成的产品特征模型为对象，介绍了本文采用的设计特征模型与加工特征模型表示方法，它是支持设计特征和加工特征同步建模，以及满足加工特征模型修改要求的设计特征模型调整的基础。 第三章介绍基于局部特征识别的设计特征和加工特征同步建模方法。该方法随着设计过程的演进，基于局部特征识别，逐步地生成加工特征模型，实现了设计特征与加工特征的同步建模，并且通过使用动态关联表记录实体模型中拓扑元素的变化信息，使得需识别区域的确定方便、快捷。 为了使系统能够根据工艺人员对加工特征模型提出的修改建议，对设计特征模型进行调整，从而使相应的加工特征模型满足修改的要求，本文在第四章里介绍了一种在加工特征模型被要求修改后，自动确定设计特征模型调整方案的新方法。该方法从加工特征修改所涉及的拓扑元素出发，通过搜索拓扑元素约束关系图找出相关的拓扑元素约束链，并以此为基础，利用有关准则自动确定设计特征调整的优选方案。 在确立了设计特征模型与加工特征模型的双向关联后，本论文进一步研究了设计特征模型和其下游应用领域模型的相关。故此，在第五章“与设计和加工模型相关的误差检测模型的建立和应用”一章中，就面向虚拟加工的虚拟误差检测技术进行了有针对性的研究，提出了虚拟误差检测模型的建立方法以及各误差源的

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 CAD的发展历史和发展趋势
• 1.1.1 CAD技术发展简史
• 1.1.2 CAD技术的发展趋势
• 1.2 特征技术概述
• 1.2.1 特征的概念
• 1.2.2 特征的属性
• 1.2.3 特征的分类
• 1.2.4 特征建模方法
• 1.3 特征技术研究现状
• 1.3.1 自动特征识别技术
• 1.3.2 基于特征的设计技术
• 1.3.3 产品多领域特征模型与建模方法
• 1.3.4 分布、协同环境下的多领域特征建模
• 1.4 特征技术研究中的主要问题
• 1.5 虚拟检测技术的分类
• 1.6 本文的主要研究内容
• 1.7 小结
• 第二章 面向CAD/CAM集成的产品特征模型
• 2.1 面向 CAD/CAM集成的产品特征模型分析
• 2.2 面向 CAD/CAM集成的产品特征模型的组成
• 2.2.1 产品的实体几何模型
• 2.2.2 产品的设计特征模型
• 2.2.3 产品的加工特征模型
• 2.2.4 设计特征模型与加工特征模型的相互关联
• 2.3 产品模型实例
• 2.4 虚拟检测的引入和算法的改进
• 2.4.1 干涉检测算法描述及改进
• 2.5 小结
• 第三章 基于局部特征识别的设计特征与加工特征同步建模
• 3.1 引言
• 3.2 基于最小条件子图的特征识别方法
• 3.3 基于图匹配的局部特征识别方法
• 3.4 设计特征与加工特征同步建模方法概述
• 3.5 动态关联表
• 3.6 实体模型中面的凸包边界性判别方法
• 3.7 确定需要重新识别的局部区域
• 3.8 设计特征与加工特征同步建模实例
• 3.9 小结
• 第四章 满足加工特征模型修改需要的设计特征模型调整方案的自动确定
• 4.1 引言
• 4.2 满足加工特征模型修改要求的设计特征模型的调整方法概述
• 4.3 拓扑元素约束关系图
• 4.3.1 拓扑元素约束关系图的定义
• 4.3.2 设计特征约束的种类
• 4.3.3 设计特征约束图的建立
• 4.3.4 设计特征约束图的性质
• 4.3.5 设计特征约束图的合并和化简
• 4.3.6 约束图中节点的度
• 4.4 设计特征模型的调整
• 4.5 设计特征模型调整实例
• 4.6 实现中软件功能模块技术难点的处理
• 4.6.1 便于维护和重用的数据组织方法
• 4.6.2 设计/加工模型关联链表设计及数据一致性保证
• 4.6.3 拓扑元素约束链的搜索
• 4.7 小结
• 第五章 与设计和加工模型相关的误差检测模型的建立和应用
• 5.1 引言
• 5.2 虚拟加工检测单元的原理与体系结构
• 5.2.1 虚拟加工检测单元的通用架构
• 5.2.2 虚拟现实系统
• 5.2.3 设备建模
• 5.3 加工过程误差分析和误差融合
• 5.3.1 虚拟数控机床
• 5.3.2 虚拟坐标测量机及虚拟刀具
• 5.3.3 虚拟加工模块
• 5.3.4 虚拟加工模块
• 5.3.5 加工过程仿真
• 5.3.6 加工过程误差分析和各项误差融合的具体实现
• 5.4 虚拟工件描述和虚拟工件建模
• 5.5 虚拟加工检测单元的建立与实现
• 5.6 系统应用与验证
• 5.6.1 实验结果分析说明
• 5.7 小结
• 第六章 分布、协同环境下的多领域特征建模框架
• 6.1 CSCW简介
• 6.2 分布式计算模式
• 6.2.1 分布式对象技术
• 6.2.2 分布式计算的三级体系结构
• 6.3 分布式协同设计环境
• 6.3.1 分布式协同设计环境的特点
• 6.3.2 分布式协同设计工作模式分析
• 6.4 分布、协同环境下的多领域特征建模框架
• 6.5 小结
• 第七章 系统实现和实例
• 7.1 系统概述
• 7.2 ACIS 3Dtool Kit简介
• 7.2.1 ACIS开发接口
• 7.2.2 ACIS三维物体的表示
• 7.3 面向对象方法
• 7.4 支持设计与加工集成的多领域特征造型原型系统─NPU10FMS
• 7.4.1 系统结构
• 7.4.2 系统界面及设计实例
• 7.5 小结
• 第八章 总结和展望
• 参考文献
• 附录
• 致谢