基于AutoCAD面向并行集成环境下的零件特征建模系统的研究与开发

基于AutoCAD面向并行集成环境下的零件特征建模系统的研究与开发

何恒利[1]2001年在《基于AutoCAD面向并行集成环境下的零件特征建模系统的研究与开发》文中研究说明本论文根据并行集成环境下对零件模型的要求,在AutoCAD2000实 体造型的基础上,引入特征的概念,采用面向对象的软件开发方法,利用 二次高级开发工具 ObjectARX,以蜗轮箱体为例,开发出了一个基于客户 /服务器(C/S)面向中小企业信息集成及并行工程的开放式非回转体零件 特征建模原型系统。本系统分为叁个模块:特征设计模块、加工特征识别 模块和面向对象的工程数据管理模块。 本系统的开发全面采用了面向对象的软件开发方法,包括面向对象的 系统分析(OOA)、面向对象的系统设计(OOD)及面向对象的的程序设 计(OOP)。 本系统用户界面友好,有很好的开放性和可扩展性。

张志远[2]2003年在《集成环境下CAPP及其关键技术研究》文中进行了进一步梳理随着计算机技术的迅速发展,对CAD、CAPP、CAM等系统的研究越来越深入,特别是CIMS提出以后,CAD/CAPP/CAM的集成就成为必须要解决的关键问题之一,而作为连接CAD和CAM系统的中间环节,适合于集成环境下的CAPP系统的研究日益成为工业界关注的重要课题之一。 集成环境下的CAPP(即:能够满足CAD/CAPP/CAM信息集成共享要求的计算机辅助工艺设计)系统及其关键技术研究,是目前国内外学术界和工业界研究的热点问题之一,研究的重点集中在集成化的零件信息描述、工艺自动决策、集成数据管理以及适应性的I/O接口技术等方面。集成环境下CAPP系统的必备特征和关键技术之一就是信息的集成与共享,要求集成环境下的CAPP系统既能向上继承CAD系统中相关的零件信息以满足工艺设计的需要,又要能向下为CAM系统输出必要的工艺加工信息,以满足数控编程以及加工制造的需要。 由于CAD、CAPP、CAM各系统所需信息的形式不同,而且各自对信息结构的表达也不一样,这就给他们之间的信息集成造成了很大的困难。CAD系统作为零件设计环节,一般来说,所设计零件的结构、精度信息在该系统中已确定,但是,由于CAD系统对零件信息特有的表达形式,这些信息并不能被CAPP、CAM等系统直接识别利用,后续系统只有通过对这些信息重新进行归类、识别,然后才能实现共享和利用。多年来,为了使CAPP、CAM等后续系统能够有效地利用CAD系统中相关的零件信息,亦即对零件信息进行合理的描述,人们进行了大量的研究,提出了分类编码法、语言描述法、知识表示描述法、基于形状特征或表面元素的描述法等各种方法对零件信息进行描述,但是,这些方法都需要人来对零件图纸进行识别和分析,即需要人工来对已设计好的零件图进行二次输入,由于输入过程繁琐、费时、易出错,因此这些信息描述方法无法满足信息集成的要求,也不能适应集成环境下CAPP系统的需要。 如何能够实现CAPP与CAD之间的信息集成与共享,是集成环境下CAPP系统首先要解决的问题。近年来,随着CAD技术的不断进步,特别是特征造型技术的发展与应用,CAD系统对零件信息的表示越来越规范。通过对CAD系统对零件信息的表示及存储进行分析,可以由程序完成对零件结构信息和精度信息的提取、识别、匹配以及存储利用,然后辅以必要的人机交互操作,完成对所获得的信息的校核和其他类型信息的输入,并进一步完成适合于集成环境下的零件信息描述,实现CAPP与CAD之间的信息共享。 基于此,本文在对集成环境下CAPP系统的构成及关键技术进行分析的基础上,着重研究适合于CAD/CAPP的信息集成技术,即集成化CAPP零件信息的特征描述及建模技术。通过对CAD系统和CAPP系统的对比分析研究,找出CAD系统对零件信息的表示方式以及CAPP摘要系统所需要的零件信息的获取方式之间的关系,进而研究CAD系统的零件信息到CAPP系统的信息的传输过程、规律及方法,并以箱体类典型零件为例,建立适合于CAD/C APp信息集成的零件信息共享机制,实现对箱体类典型零件的信息描述,以满足其在集成环境下进行CAPP的需要,并结合从实际中提炼出合理的工艺决策规则,建立工艺决策知识库,充分利用计算机快速、存储量大的优点,把提取出的零件信息运用于实际的CAPP系统,完成了箱体类典型零件的工艺计划文件的初步编制。 本文主要完成的工作如下:l)通过对CAD/CA尸P/CAM信息集成技术深入研究,构造了集成环境下CA卫p系统的框 架结构,并对其关键技术进行了分析和探讨。2)重点对集成环境下的CA卫P系统的零件特征信息描述及建模技术进行了深入的研究, 建立CAPP所需要的完整的零件特征信息模型。3)研究并建立CAD/以即信息集成共享机制。通过对通用以D系统(AutoCAD)零件信息 表达方式的深入研究,实现从以D系统直接提取零件的结构信息和精度信息,并进一 步建立对所提取的信息进行识别和匹配的原则,将提取出的零件信息进行合理的识别、 匹配、保存和运用。这是本论文研究的重点。4)研究并完善零件信息的描述机制,实现对于不能从CAD系统继承的零件特征信息补充 描述,建立完整的零件信息模型。如:通过人工干预操作,完成对这部分信息的补充 描述和输入,并对从CAD系统直接提取出的信息进行校核,然后将零件信息合理保存, 完成了适合于集成环境下的完整零件信息的描述及建模。5)对集成环境下CAPP系统的工艺决策进行研究,完成了对简单零件特征的工艺决策。6)实现了对箱体类典型零件的信息描述,能够从CAD系统中直接提取零件的结构和精度 信息,并进一步完成了其工艺计划文件的编制。7)结合工程实例对本论文提出的集成环境下的零件信息描述及建模技术进行了系统地应 用测试。 本课题的研究及成果,对于促进集成制造系统中信息集成的瓶颈问题的解决以及加速制造业信息化的发展具有重要的意义。本论文所提出的基于AutOCAD的箱体类零件以D/CAPP信息集成技术经过适当拓展,可以推广应用于其它典型零件的信息描述与建模。

单熙民[3]1997年在《机械CAD中心数据库系统和特征建模系统的研究与开发》文中研究说明数据库技术是计算机软件技术中的重要组成部分。工程数据库技术在计算机辅助设计(CAD)和计算机辅助制造(CAM)中的应用为CAD/CAM的集成提供了信息基础。特征建模技术则是CAD研究领域最前沿的研究方向之一,是实现CAD/CAM集成的必需的技术手段。作者研究了数据库在CAD中的应用,提出了中心数据库的概念,规划并建立了一个中心数据库,并在AutoCAD的SOL接口(ASI)基础上,应用面向对象的设计思想开发了中心数据库管理系统及其开发工具;研究了关系数据库的面向对象扩展技术。中心数据库系统增强了CAD软件的功能,提高了产品设计的在线帮助能力,支持了CAD应用软件的开发。在数据库管理系统的支持下,作者建立了产品特征的面向对象的一般模型,用面向对象的设计方法设计并实现了一个通用的、开放的特征建模系统。该系统提供特征类创建、特征信息输入、特征提取、特征报表等功能。中心数据库系统和特征建模系统已经在CAD/CAM软件系统XTMCAD中得到应用。通过特征建模系统可以建立产品(零件)的特征模型,这个模型在中心数据库管理系统的统一管理下可以为CAD、产品数据管理(PDM)以及后续的计算机辅助工艺设计(CAPP)和CAM提供有用的产品和零件信息,为最终实现CAD/CAPP/CAM集成服务。

张鹏[4]2006年在《基于SolidWorks的机床夹具零部件库的建立》文中研究说明计算机辅助夹具设计(CAFD)作为CIMS集成中的一个重要环节,克服了传统夹具设计存在的设计周期长,设计效率低等问题,降低了设计人员的劳动强度,提高了夹具设计的质量,从而能够大幅度缩短产品开发周期,提高企业的市场竞争力。 本文在回顾了CAD的概念、发展、组成后,在对国内外CAFD系统进行广泛研究的基础上,结合中国制造业存在的问题,以实用性、高效性为指导思想,提出了以建立机床夹具设计的叁大元件库(即专用机床夹具零部件库、通用零件标准件库和典型夹具体样件库)作为切入点设计CAFD系统的新思路,并付诸实现。 通过对目前各类CAD软件在国内应用现状的调查、比较、分析,从开发的难易程度、可移植性、易维护性等各方面考虑,选定广为用户使用的叁维CAD设计软件SolidWorks作为开发平台,综合运用Visual Basic编程技术和Access数据库管理技术,借助SolidWorks API强大的二次开发功能,构建了一个无缝集成于SolidWorks的CAFD系统,开发完成了基于特征造型、可参数化驱动生成零部件的机床夹具零部件库。后续开发完成其它两大元件库后可完善整个CAFD系统。该系统对于技术人员相对匮乏的中小企业来说,在机床夹具的设计制造中将有极好的应用前景。

尹瑞雪[5]2005年在《面向CAD/CAPP传动箱体类零件特征信息建模》文中研究说明CAD、CAPP是计算机技术应用于机械制造领域的产物。CAD/CAPP集成是现代生产的需要,也是实现CLMS的关键环节。CAD/CAPP集成的关键在于信息的集成,即实现CAD、CAPP系统之间信息的共享,CAPP系统可以把CAD系统的输出作为输入。特征建模技术为实现CAD/CAPP集成开辟了新的道路。 本文以零件特征信息模型作为基本单元链接CAD、CAPP系统,提出了面向传动箱体类零件CAD/CAPP集成系统开发系统的总体结构设计,同时对其中的CAD、CAPP子系统进行结构设计与模块化设计。从集成的角度出发,在分析、总结了特征的传统定义和分类的基础上,针对传动箱体类零件制造特征进行定义和分类。并提出采用多特征、多方位、多层次的描述方法,对传动箱体类零件的特征信息进行全面的描述,建立特征信息模型,构造特征信息数据库。CAPP通过专用数据接口将特征信息转化为CAPP内部格式,实现从CAD系统直接获取信息,达到CAD/CAPP集成的目的。 本文利用面向对象编程技术,所设计的传动箱体类零件CAD/CAPP系统,即YRX-CAPP系统是在AutoCAD2004的平台上利用Visual Basic6.0进行开发的,系统基于Windows XP操作系统,数据库采用Microsoft Access进行管理,具有友好的用户界面。最后以传动箱体零件某一方位面特征为实例,进行系统设计及验证。

孙明慧[6]2007年在《数字化服装产品设计可重用技术研究》文中研究表明随着市场竞争的不断加剧和信息技术的不断发展,如何快速的响应市场,满足顾客需求,并降低成本以获得良好的经营利润,是摆在现代企业面前的重要课题。目前,企业之间的竞争已相应的转变为企业数字化应用之间的竞争,基于数字化的产品设计可重用技术已成为增强企业竞争力的重要方法之一。本文运用智能化技术、计算机技术,从数字化服装产品设计的实际需求出发,结合服装叁维设计的要求,对面向数字化服装领域的产品设计可重用技术进行了研究,并给出了一个服装产品设计可重用原型系统。首先,提出将产品设计可重用技术应用于数字化服装领域,并针对服装制造业的产品设计可重用技术及其计算机实现开展了研究,提出了适合服装领域的产品设计可重用信息的内容、分类体系,服装产品设计重用的特点,以及将基于实例的设计(CBD)技术与服装可重用设计相结合的方法。然后,以服装实例作为计算机建模原型,对服装产品设计可重用建模技术进行了研究,提出了层级分解树的BNF描述法、基于模板的界面设计和参数化建模相结合的建模方法。在建立的服装产品设计信息可重用模型的基础上,运用智能化技术,结合服装产品设计,研究了基于数字化服装模型可重用设计信息获取技术,包括款式图特征信息的提取、智能化分析识别算法和结构图特征建模策略。另外本文还深入研究了基于实例的可重用数据库检索技术,在分析比较了几种检索算法优缺点的基础上,提出了适合服装产品设计的二阶段模糊匹配检索算法,进一步提高了服装产品设计可重用系统的检索效率。接着,针对数字化服装产品设计领域,研究了基于实例的服装产品设计过程,利用Rhinoceros平台作为系统的叁维显示平台,同时利用AutoCAD与JBuilder平台,通过VB与Java语言开发实现了服装产品设计可重用原型系统。最后,为了在计算机上实现产品在设计、重用、拼接和检验整个生命周期后的叁维可视化显示的需求,本文采用Java 3D这个功能强大的叁维图形接口,建立了真实感较强的场景,实现了参数化的人台模型,并根据边界曲面片法建立了二维样板到叁维衣片的转换,在此基础上实现了叁维可视化显示。综上所述,本文提出的服装产品设计可重用原型系统是数字化服装产品设计领域应用可重用技术进行产品设计的一种新的方法和途径。若能在此基础上进行进一步的研究和开发,该系统可为服装企业的数字化产品设计提供一个较好的平台。

何浩[7]1999年在《面向柔性生产线的并行设计软工具研究》文中研究说明并行设计是先进制造技术领域中比较活跃的一个研究课题,它对于保证缩短产品交货期、改善质量、降低成本具有明显的促进作用。本文结合国家自然科学基金项目“模块化柔性加工单元并行设计软工具的研究”(编号59575037),以棱体类零件柔性生产线(Flexible Transfer Line,简称FTL)产品设计为研究对象,系统地分析了复杂机械产品计算机辅助并行设计的实施机理,并对以下几方面的关键技术进行了深入地研究:1.结合FTL产品设计具体特点,对计算机辅助FTL并行设计的过程进行了深入地分析,提出FTL并行设计的根本特点是“横向并行”与“纵向迭加”,在此基础上提出了网络环境下FTL并行设计系统框架结构,为开发FTL并行设计应用系统奠定了理论基础。2.通过对FTL产品信息组成特点的分析,提出了适用于复杂机械产品建模的原则,并依此原则采用面向对象方法建立了FTL产品模型,以满足计算机环境下产品信息表达与处理的需要;3.结合FTL并行设计对产品数据管理的实际需求,对产品数据管理的实现策略进行了研究,提出在关系型数据库基础上应用面向对象思想实现FTL文档管理、产品配置管理和工作流程管理的方法;4.建立了能客观地反映FTL系统特征的综合评价指标体系,在此基础上,采用层次分析和模糊数学理论对FTL设计方案综合评价方法进行了研究;5.阐述了FTL并行设计软工具的研究意义,针对FTL并行设计实施中的共性需求,研究了FTL并行设计软工具的体系结构,在此基础上开发出FTL并行设计软工具原型系统,以气缸盖零件生产线为设计实例对该原型系统的功能进行了验证。

李瑾[8]2006年在《典型液压元件CAD/CAPP/CAM一体化研究》文中进行了进一步梳理随着计算机技术的飞速发展及其在制造业中的广泛采用,以及中国经济的高速发展,越来越多的企业迫切需要用先进的制造技术CAD/CAPP/CAM来提高其在国际、国内的市场竞争能力。但是目前的CAD/CAM系统以工作站平台为主流,国内中小型企业难以承受其高昂的软硬件费用,而国内开发的微机CAD系统不能完成从设计——工艺——制造的整个过程的计算机辅助作业。因此,本文提出了基于特征建模的CAD/CAPP/CAM集成方法以及专家系统等概念,并以液压缸为例,研究和开发了液压缸的CAD/CAPP/CAM集成系统总体框架以及基于集成的CAPP系统的总体框架和各个功能模块。

许国玉[9]2002年在《回转体零件特征建模方法研究》文中研究说明特征建模技术是先进制造技术的发展要求,建立一个共享的零件特征模型是CAD/CAPP/CAM集成系统的关键技术之一。特征建模系统能提供后续CAM系统所需的零件几何信息和工艺信息,实现各个CAX系统之间的信息共享与交换。 本课题研究工作目的是通过对回转体零件特征建模,研究在特征参数化设计生成零件图的同时实现描述、提取和输出零件几何信息和工艺信息的方法,以特征为载体实现设计与制造之间的信息共享与交换,以适应现代技术发展及产品快速更新的要求。 本文基于成组技术(GT)和并行工程(CE)的基本原理对回转体零件特征建模及信息提取进行研究。采用特征表面描述法,通过对回转体零件的形状特征、精度特征、材料特征、技术特征、管理特征等关键因素以代码的形式进行描述及提取来完成零件几何信息和工艺信息的输出,即在特征参数化设计生成零件图的同时将全部特征信息存入一个数据文件中。 本文以AutoCAD2000为操作平台,在Visual LISP集成开发环境下用AutoLISP语言和DCL语言进行二次开发,即进行实用的特征模型库的建立、特征参数化绘图编程及用户界面设计,用程序驱动法实现回转体零件参数化特征设计及数据信息的提取和输出。 本设计软件实现了模块化的设计风格,具备了为功能扩充与完善的设计接口。

李双跃[10]2006年在《制造工艺资源建模技术及其在夹具设计支持系统中的应用》文中研究表明制造工艺资源是产品设计制造过程中重要的企业资源信息,是制造业信息化技术系统的重要组成部分之一。面对用户需求个性化、多样化以及快速多变的市场竞争,实现对制造工艺资源的集成、共享与优化利用,是提高企业快速反应能力的一个关键环节。但由于制造工艺资源本身的多样性、复杂性、经验性、不确定性等特点,如何将分散在各个企业中的制造工艺资源进行有效地归纳和整理、形式化、数字化并以显示方式保存下来,是企业资源信息系统数字化研究的前沿问题之一。本论文在国家“十五”科技攻关项目(No.2001BA201A09)和四川省应用基础项目(编号:01CYO51-29)项目资助下,在分析面向协同工艺设计的制造工艺资源需求的基础上,针对现有制造资源建模存在的问题,重点研究了面向协同工艺设计的制造资源建模方法、集成共享技术、资源表示和优化配置方法以及基于资源共享平台的夹具设计支持系统应用技术。论文的主要研究成果和特色如下:(1)应用面向对象建模原理,以制造工艺资源的结构、能力和状态为对象,通过分析制造工艺资源对象的基本结构、对象提取方法和对象抽象原则,构建了一种由产品数据库、设备资源库、工装资源库、工艺知识库和工艺设计数据资源库五个部分组成的制造工艺资源库,并对资源库的表达模式、描述方法、层次化管理与存储方法进行了分析论述。根据制造工艺资源共享平台功能需求,提出了协同工艺设计中制造工艺资源共享的关键技术包括制造工艺资源的数据转换、检索机制、数据交换标准和接口技术。(2)为了表达制造工艺资源特征层次结构、分类结构及资源对象关系,采用面向对象技术、特征建模技术、特征映射技术和模糊理论的设计思想策略构建了制造工艺资源特征模型,应用于零件结构特征与加工特征、加工特征与特征的加工方法、特征的加工方法与制造工艺资源之间的特征映射。研究用工序特征描述工艺设计过程所对应的资源特征的集合,并以形式化定义,提出从制造工艺资源数据库中检索工序资源特征,以特征参数的相似性计算来检索与工序匹配的资源特征的检索算法。并将该方法应用于工艺设计中制造工艺资源特征与工序特征的匹配。(3)为了对资源共享过程相关的概念、对象、活动及其之间的相互关系进行可以共同理解的、一致的、系统化的描述,研究了资源共享模式的建模理论、方法和体系结构,建立了由资源组织、资源检索、资源应用和资源维护四个部分组成的制造工艺资源共享模型。通过对制造工艺资源匹配总体流程分析,定义资源属性、资源能力、资源关系和工艺元任务语义模型、并以形式化表示,设计工艺元任务与资源的匹配、资源与任务输入匹配和资源与任务输出匹配算法。(4)针对工艺设计中制造工艺资源选择决策问题,构建了制造工艺资源评价模型与指标体系结构,提出了一种用模糊语言给出每个指标没有决定权重评价值的多方案决策问题的综合评价方法。该方法首先求出每对方案关于每个指标的模糊偏好关系,然后通过对决者的冲突偏好确定综合权重来解决该问题。同时重点研究了一种基于模糊数语言的隶属度函数求解算法,提出了基于偏序关系的多方案排序决策方法。(5)并采用BOOCH方法建立了与夹具设计相关的制造资源信息模型和工艺资源信息模型,使其为夹具设计制造过程中所有要求活动提供足够的信息支持,设计了以夹具计算库、装夹知识库、夹具图形库构成的夹具资源系统。提出了有向工艺特征关系图的概念,定义了有向工艺特征关系图同构,以零件结构特征和有向工艺特征关系图来构建夹具实例库。给出了零件工艺特征属性相似度计算方法和基于有向工艺特征关系图的夹具实例检索算法。(6)构建由参数化夹具元件、夹具组件和夹具实例构成的夹具图形库,采用基于知识的表示与推理技术,研究装夹设计中定位夹紧知识的设计方法,制造工艺资源建模原理和夹具设计技术,开发由制造工艺资源管理、夹具资源管理、图形库管理、装夹设计管理和设计计算构成的基于资源共享平台的夹具设计支持系统,用实验验证本文所提出的体系结构、关键技术和实施方法。

参考文献:

[1]. 基于AutoCAD面向并行集成环境下的零件特征建模系统的研究与开发[D]. 何恒利. 辽宁工程技术大学. 2001

[2]. 集成环境下CAPP及其关键技术研究[D]. 张志远. 郑州大学. 2003

[3]. 机械CAD中心数据库系统和特征建模系统的研究与开发[D]. 单熙民. 清华大学. 1997

[4]. 基于SolidWorks的机床夹具零部件库的建立[D]. 张鹏. 山东大学. 2006

[5]. 面向CAD/CAPP传动箱体类零件特征信息建模[D]. 尹瑞雪. 贵州大学. 2005

[6]. 数字化服装产品设计可重用技术研究[D]. 孙明慧. 东华大学. 2007

[7]. 面向柔性生产线的并行设计软工具研究[D]. 何浩. 天津大学. 1999

[8]. 典型液压元件CAD/CAPP/CAM一体化研究[D]. 李瑾. 华北电力大学(河北). 2006

[9]. 回转体零件特征建模方法研究[D]. 许国玉. 哈尔滨工程大学. 2002

[10]. 制造工艺资源建模技术及其在夹具设计支持系统中的应用[D]. 李双跃. 四川大学. 2006

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