【正文】 開(kāi)槽、打孔等來(lái)設(shè)計(jì)好產(chǎn)品模型。這種基于特征的設(shè)計(jì)一方法從一開(kāi)始就把特征融合到產(chǎn)品模型中，并試圖提供更豐富的產(chǎn)品信息，與后續(xù)過(guò)程實(shí)現(xiàn)信息共享和集成。在工程應(yīng)用一種簡(jiǎn)一單可行的方法是在現(xiàn)有商品化軟件的基礎(chǔ)上構(gòu)造特征造型系統(tǒng)，建立用戶定義的特征庫(kù)。設(shè)計(jì)人員按照預(yù)先定義的特征來(lái)建立產(chǎn)品信息模型，使得產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程成為特征庫(kù)的特征實(shí)例化過(guò)程，以實(shí)例化的特征為基本單元，建立零件信息模型。這種方法的特征表示一致性好，便于特征識(shí)別與提取?！　?3)特征映射雖然特征識(shí)別或特征造型解決了基于特征的信息建模問(wèn)題，但特征是與其應(yīng)用密切相關(guān)的。在不同的應(yīng)用領(lǐng)域有不同的特征描述與定義方法，一個(gè)幾何元素在不同的應(yīng)用中可能被視為不同的特征。因此，對(duì) CAD/CAPP 集成系統(tǒng)來(lái)講，必須能將設(shè)計(jì)特征自動(dòng)的轉(zhuǎn)換為針對(duì)特定應(yīng)用的特征，這就需要進(jìn)行特征映射 零件特征信息提取15 / 51 零件的特征建模CAD 特征建模系統(tǒng)的功能是進(jìn)行零件的三維造型設(shè)計(jì)，使零件 CAD 模型具有工藝設(shè)計(jì)所需的幾何信息與工藝信息，并向 CAPP 系統(tǒng)提供所需的零件信息。目前，在我國(guó) CAD 市場(chǎng)上比較流行的三維 CAD 軟件有solidworkS、so1idEdge、UG、Pro/E、MDT、IDEAS 等。其中，SolidworkS 是一套完全基于 windows 平臺(tái)的全參數(shù)化特征造型軟件，它可以十分方便地實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的三維零件實(shí)體造型、高性能的復(fù)雜裝配和自動(dòng)生成二維工程圖。同時(shí)它也是一個(gè) CAD/CAE/以 M 的通用集成系統(tǒng)，集成了設(shè)計(jì)、分析、加工和數(shù)據(jù)管理的整個(gè)過(guò)程。solidworks 是一種非常優(yōu)秀的三維機(jī)械設(shè)計(jì)軟件，其易學(xué)易用，全中文界面的優(yōu)點(diǎn)使廣大工程技術(shù)人員愛(ài)不釋手本文采用 solidworks 為支撐平臺(tái)?！　∮捎?SolidworkS 有它的局限性，不可能完全滿足特定企業(yè)的特殊要求。例如，由于該軟件是外國(guó)人寫(xiě)的，不適合中國(guó)的國(guó)標(biāo)(如標(biāo)題欄、明細(xì)表、放大圖的標(biāo)注、剖視圖的標(biāo)注、裝配圖的序號(hào)等)，也沒(méi)有適合我國(guó)國(guó)標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)件庫(kù)。因此，為了適合特定企業(yè)的特殊需求，形成企業(yè)自己的特色，使 Solidwokrs 在我國(guó)的企業(yè)中有效的發(fā)揮作用，并使常用的或重復(fù)的任務(wù)自動(dòng)化，提高效率，就必須對(duì)其進(jìn)行本地化和專業(yè)化的二次開(kāi)發(fā)工作。為了方便用戶進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，Solidwo:ks 提供了幾百個(gè) AP 工(應(yīng)用程序接口 AppliCationP:ogramInterfaCe)函數(shù)，這些 AP 工函數(shù)使 Solidwo 眾 S 的 OLE(對(duì)象的嵌入與鏈接 Object LinkingandEmbedding)或 COM(組件對(duì)象模型 Component Object Model)接口，用戶可以使用 VB\VBA\VC\De_Lphi 等高級(jí)語(yǔ)臺(tái)‘對(duì) SolidworkS 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，建立適合用戶需要的、專用的 solidworkS 功能模塊。利用特征技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)CAD/CAPP 的集成，以特征造型軟件 SolidwokrS 建立產(chǎn)品信息模型。SoldiWorkS在形狀特征定義范圍內(nèi)對(duì)特征進(jìn)行了分類:有拉伸類、掃描類、放樣類、旋轉(zhuǎn)類，這幾類形成零件的基體特征。旋轉(zhuǎn)切除、拉伸切除等形成零件的槽、孔等幾何特征。此外還有圓周陣列、徑向陣列等形成組合特征。利用 SoldiWorkS 建立一個(gè)。從工藝設(shè)計(jì)角度對(duì)零件進(jìn)行建模。目前基于特征的三維實(shí)體造型軟件構(gòu)造的模型都只包含零件的幾何特征。幾何特征信息包括零件實(shí)體的幾何和拓?fù)湫畔?。這些為 CAPP 進(jìn)行工藝規(guī)程設(shè)計(jì)提供了最基本的數(shù)據(jù)。但 CAPP 除了需要幾何和拓?fù)湫畔⑼?，還需要零件的工藝信息，如材料特征信息(包括材料種類和硬度等)和精度特征信息(包括尺寸形位公差和表而粗糙度等)?！　?duì)于原來(lái)己作了三維 CAD 建模的零件，可以通過(guò)人機(jī)交互方式輸入零件有關(guān)工藝信息，SoldiwbkrS 提供了自定義屬性函數(shù)，通過(guò)函數(shù)(eonfiguration，F(xiàn)ie{ldNmae，F(xiàn)ieldType，F(xiàn)ieldValue)可以將零件的工藝信息添加到零件的模型文件里，同時(shí)保存到數(shù)據(jù)庫(kù)的零件表中供后續(xù) CAPP 系統(tǒng)使用　　 零件特征信息模型　　零件特征信息模型包括零件層信息、特征層信息和幾何層信息三部分。零件特征信息模型是以特征信息為基礎(chǔ)，是總體信息模型、精度模型、材料模型、工16 / 51藝模型的有機(jī)組合。是一個(gè)多層次數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。零件的總體信息包括零件名稱、零件圖號(hào)、材料牌號(hào)、毛坯類型、未標(biāo)注粗糙度、設(shè)計(jì)者、設(shè)計(jì)時(shí)間、熱處理方式等。零件的特征信息包括特征代碼、特征名稱、形狀特征參數(shù)、尺寸及公差、形位公差、表而粗糙度、硬度和定位尺寸等幾何層信息是指與加工聯(lián)系不緊的底層幾何信息。零件特征信息模型見(jiàn)下圖:　　 零件信息提取　　　　(1)零件幾何信息的提取: 用 Solidwokrs 完成零件實(shí)體建模后，通過(guò) VB 和 SolidWokrS 的 API 函數(shù)進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)幾何特征信息的提取。當(dāng)提取幾何特征信息時(shí)，針對(duì)每個(gè)特征，提取特征的尺寸值、尺寸公差等信息，將這些信息存入到數(shù)據(jù)庫(kù)的特征表中。特征表是以造型特征代號(hào)建立唯一索引，根據(jù)造型特征代號(hào)可以在此表中查找到相應(yīng)的記錄，提取該特征的相關(guān)參數(shù)。這樣 CAPP 就能夠從中獲取 CAD 文件的所有工藝信息為 CAPP 的工藝生成提供依據(jù)　　首先來(lái)看幾何特征屬性提取。在 Solidwokrs 零件的 FeatureMnagaer 設(shè)計(jì)樹(shù)中選擇某一特征。通過(guò) SoldiWOrkSAPI 函數(shù)可以獲得特征的類型和名稱以及特征17 / 51所包含的而的數(shù)量和名稱。API 函數(shù)為:　　提取特征的類型函數(shù): 介 peZ(AtIndex)?！　　　√崛√卣鞯拿Q函數(shù):FeatulNmae(vBGetproperty)　　　　提取零件特征尺寸函數(shù):Displ 　　　　提取特征包含面的數(shù)量函數(shù):　　　　提取特征包含面的名稱函數(shù):(entiyt)。　　設(shè)置特征所包含面的名稱:(entity，StringValue)。再來(lái)看尺寸公差提取。在 SolidWokrs2022 系統(tǒng)帶有尺寸公差的輸入，此數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)是依附于尺寸數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，它是用尺寸士侍征名作為橋梁連接的。SoldiwbrkS2022 軟件提供了提取和設(shè)置尺寸公差的 API 函數(shù)為:獲得尺寸公差類型函數(shù):()。最大尺寸偏差值和最小尺寸偏差值函數(shù):DimensionGetToleranceValueS，設(shè)置尺寸公差類型函數(shù):()。獲得尺寸公差值函數(shù):()。通過(guò)這些函數(shù)，可以提取零件圖形的幾何尺寸和每個(gè)尺寸對(duì)應(yīng)的公差類型以及公差值。 (2)零件工藝信息的提取:利用 SoldiwbkrS 實(shí)現(xiàn)了零件的特征建模。零件的設(shè)計(jì)尺寸、幾何公差和位置公差等屬性標(biāo)注在零件圖上。由于加工特征不僅包含零件模型的形狀特征信息，還包括零件模型的各種工藝特征信息。而形狀特征是工藝特征的基礎(chǔ)，工藝特征依附在形狀特征上。在一般的 CAD 零件模型上只包括最底層的幾何、信息，不包括高層意義上的加工信息。為了實(shí)現(xiàn)加工特征的自動(dòng)識(shí)別與信息提取完整，避免CAPP 信息的一次輸入，還要開(kāi)發(fā)了工藝特征信息輸入模塊。　　選擇 Solidwokrs 零件的某一個(gè)而后，就可以設(shè)置和提取而上的屬性信息。API 函數(shù)為:　　設(shè)置零件面的屬性函數(shù):(property　　Extension)　　提取零件面上的屬性函數(shù):辦涯 (Td)。 (3)零件信息提取流程:　　利用 vB 和 Soldiwokrs 的 API 函數(shù)實(shí)現(xiàn)了對(duì)零件特征信息的提取。具體實(shí)現(xiàn)方法:首先打開(kāi) SolidwokrS 零件圖。連接 VB 與 SoldiWOkrS，訪問(wèn)零件文檔，然后特征識(shí)別與提取。提取相應(yīng)的特征信息，將提取的特征信息存入數(shù)據(jù)庫(kù)。其流程圖見(jiàn)下圖：　　18 / 51目前 so1idworks 軟件主要提供點(diǎn)、線、面的幾何信息和拓?fù)湫畔⒓按植诙?、尺寸公差、幾何公差等信息。但這些信息在數(shù)據(jù)庫(kù)中與幾何形體或形狀特征之間缺乏必要的聯(lián)系。而在 CAPP 系統(tǒng)中能否正確地獲得 CAD 系統(tǒng)中的零件信息是至關(guān)重要的。零件信息是系統(tǒng)進(jìn)行工藝設(shè)計(jì)的對(duì)象和依據(jù)。計(jì)算機(jī)目前還不能象人一樣識(shí)別零件圖上的所有信息，所以如何輸入和描述零件信息是 CAPP 系統(tǒng)最關(guān)鍵的問(wèn)題之一。　　CAD 模塊最后要做的是從零件圖中讀取特征信息傳給 CAPP。零件圖中雖然包含了信息，但是零件特征信息的獲取還需要利用 SolidworkS 的 API 函數(shù)，獲取工作要在程序中實(shí)現(xiàn)，而不是自動(dòng)獲取。因而在成熟的 SolidworkS 軟件中進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)是一項(xiàng)必要的工作?！　”疚睦? 對(duì) SolidworkS 進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，調(diào)用 SolidworkSAP 工函數(shù)對(duì)so1idworks 操作平臺(tái)下的特征樹(shù)中所有特征信息進(jìn)行提取。所提取的信息最終存放到數(shù)據(jù)庫(kù)中，能夠很方便地提供給 CAPP 使用19 / 51　　二次開(kāi)發(fā)的過(guò)程:　　主要通過(guò)編寫(xiě) VB 程序來(lái)對(duì) so1idwokrs 軟件進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)，其主要過(guò)程如下:(1)對(duì)需添加的控件進(jìn)行編程。在 VB 中建這個(gè)控件的應(yīng)用程序。(2)在應(yīng)用程序開(kāi)發(fā)完畢后利用 Solidworks 自帶的“宏”功能可以把其添solidworks 菜單或者為其單獨(dú)添加一個(gè)新的菜單。這樣我們就可以直接通過(guò)菜中來(lái)運(yùn)行應(yīng)用程序。　 (3)通過(guò)運(yùn)行應(yīng)用程序提取零件的特征并導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中，以備 CAPP 使用?！? 具體實(shí)現(xiàn)方法及關(guān)鍵技術(shù):　 (l)可視化窗體設(shè)計(jì)　　利用 VB 開(kāi)發(fā)基于 solidworks 的零件特征信息提取控件，首先要進(jìn)行可視化窗體設(shè)計(jì)，作者采用 VB 工具箱來(lái)定制所需的用戶界面?！?(2)代碼編寫(xiě)在代碼編寫(xiě)階段，通過(guò)調(diào)用消急和事件函數(shù)實(shí)現(xiàn)所需功能。在編程中要用到solidworks 中的兩個(gè)關(guān)鍵函數(shù)，即 Feature::Nmae 和Mode1DoeZ::FeatureByPositio，:Reverse。分別說(shuō)明如下:Feature::Name 方法可以獲得或設(shè)置當(dāng)前的特征名。在任何零件或裝配體的 FeatureManager 設(shè)計(jì)樹(shù)里可以看到特征名。使用格式為:Name=(VBGetPl 一 oPerty)。Mode1DOc:2:FeatureByPositoiRlleverse 方法可以使程序倒著遍歷特征列表來(lái)獲取特征。程序關(guān)鍵代碼如下:Submain（）DimswAppAsbojeet//定義 OLE 對(duì)象變量，對(duì)應(yīng) SldworksDimPartAsObject　　... ...　　SetSwApp=Createobjeet()//創(chuàng)建 solidworks　　對(duì)象　　SetPart=’獲得激活文件　　FeatCount=　　(featCount)　　Fori=featCountTolSetp 一 1　　SettheFeature=:eByPositionReverse(featCount 一 i)　　featName=　　... ...　　Next　　Set Part=Nothing　　End Sub　　零件特征遍歷和特征識(shí)別程序代碼:　　Submain() DimswAPPAsSld 認(rèn) O/ DimFilletData，F(xiàn)illetltemAsObject DimFeatPeNameAsString DimRadiusAsDouble Dim1AsLong Dimretval，SelFeatAsBoolena DimFilletCountAsLong DimMinRadiusAsDouble20 / 51 Set SWpaP= Set swPart= Set swFeal=　　　　　　　　　　　　　　Do WhileNotswFeat15Noting　　　　　　　FeatTyPeName=　　　　　　　lfFeatPNemae=， ，fillet， ，Ther，　　　　　　　　　SetFilletData= Radius=】lRtdaius IfRdaius=MinradiusTllen revtal=(True)　　　　　　　　　　　　End if FilletCoun=]lletltemsCouni IfFilletCount0Tllen　　　　　　　　　　　　　reVtal=Fil](swPart，Noting)　　　　　　　　　　　　　Fori=0rOFFilletCou 一 l　　　　　　　　　　　　　　SetFilletltem= F GetFilletltelnAtlndex(i) Radius=(Filletltem) IfRadius=MlnRadiusThen　　　　　　　　　　　　　SelFeat=True　　　　　　　　　　　ExitFor　　　　　　　　　　　　　　EndIf　　　　　　　　　　　　　　NeXti IfSel