信息建模技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀和應(yīng)用-文庫吧資料
2025-07-05 00:09本頁面
【正文】 的應(yīng)用 建立合理的工藝信息模型不僅是實現(xiàn)計算機(jī)輔助工藝設(shè)計系統(tǒng)的基礎(chǔ),同時對于CIMS的信息集成至關(guān)重要。北京航空航天大學(xué)的李健等在零件特征建模的基礎(chǔ)上利用特征的概念建立產(chǎn)品的裝配模型，實現(xiàn)零件在裝配環(huán)境下的設(shè)計修改,使得產(chǎn)品的整個設(shè)計過程集成到一個統(tǒng)一的設(shè)計環(huán)境中，從而在一定的程度上滿足了產(chǎn)品從總體設(shè)計到詳細(xì)設(shè)計的自頂向下的設(shè)計過程[9]。和描述了一個基于特征的層次結(jié)構(gòu)的裝配模型，包括種關(guān)系、從屬關(guān)系、結(jié)構(gòu)關(guān)系、自由度、運動約束和尺寸約束,根據(jù)實體的類型、方向、位置和自由度設(shè)計一個求解表,來得到最終的裝配約束解。該模型包含的信息簡單，只包含了最基本的一些連接信息。國內(nèi)外很多學(xué)者根據(jù)不同的需求,對裝配信息模型進(jìn)行深入的研究，在上世紀(jì)年代中期,側(cè)重于裝配過程建模，提出了二維拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)表達(dá)的裝配模型。裝配信息的完整性、準(zhǔn)確性直接影響到后續(xù)環(huán)節(jié)的進(jìn)行。 從上面的研究可以看出，雖然國內(nèi)外學(xué)者已經(jīng)在產(chǎn)品模型及其建模理論方面做了大量的研究工作，但是仍存在很多問題有待解決，目前的研究工作主要集中在集成產(chǎn)品信息建模方面，通過對特征概念的推廣包含了產(chǎn)品生命周期內(nèi)各種特征信息，解決了 CAD/CAPP/CAM 集成化中數(shù)據(jù)共享和一致性，產(chǎn)品信息不完全等問題，存在的主要問題是仍然以特征為中心，看問題不自然，建立的模型缺乏層次性，特征類之間的關(guān)系不明確，產(chǎn)品模型不完整，不能全面支持產(chǎn)品的生命周期活動，模型的結(jié)構(gòu)非標(biāo)準(zhǔn)化，缺少對具體應(yīng)用描述的支持，針對上述情況，本文重點研究了面向產(chǎn)品全生命周期的信息建模理論和方法，但是在實際的應(yīng)用過程當(dāng)中，信息建模沒有實現(xiàn)真正意義上的遠(yuǎn)程控制，只能進(jìn)行簡單的數(shù)據(jù)傳輸之類的，沒有實現(xiàn)真正的智能化。 提出了一個基于需求的產(chǎn)品功能模型[5]，該模型有兩條主線： 一條是描述產(chǎn)品的功能以需求為驅(qū)動，以功能滿足需求，并利用功能分解來深化產(chǎn)品設(shè)計，另一條是描述產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，產(chǎn)品由什么零部件構(gòu)成，這些零部件又由什么子零部件構(gòu)成，這兩條主線之間的聯(lián)系反映了 某個功能由什么結(jié)構(gòu)實現(xiàn)，這個模型雖然比以往的產(chǎn)品模型多了功能描述，但是它并沒有描述零部件的裝配關(guān)系及運動關(guān)系等，難以滿足產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)全過程的需求，提出了基于產(chǎn)品定義單元PDU的產(chǎn)品建模的集成核心模型，PDU 是產(chǎn)品中具有某種工程含義的基本數(shù)據(jù)單元，它可以存在于產(chǎn)品模型的任何層次中，該模型以PDU的六個層次對應(yīng)產(chǎn)品從概念設(shè)計到詳細(xì)設(shè)計的六個階段，因而，在產(chǎn)品模型中可以詳細(xì)記錄產(chǎn)品開發(fā)過程，不少學(xué)者將這種方法引入機(jī)械產(chǎn)品建模領(lǐng)域，開發(fā)了各自的產(chǎn)品模型，這些模型在記錄產(chǎn)品設(shè)計過程方面有很大的優(yōu)勢，但是對于功能和結(jié)構(gòu)的結(jié)合上仍比較欠缺，基于功能單元來描述產(chǎn)品，是目前產(chǎn)品建模研究的一個重要趨勢，因為它既可以使設(shè)計人員免于從設(shè)計一開始就面臨著對設(shè)計對象物理規(guī)律的抽象這種繁重而困難的任務(wù)，又能滿足概念設(shè)計的需要，然而，全生命周期設(shè)計技術(shù)要解決的任務(wù)是多方位的，隨著產(chǎn)品開發(fā)過程的推進(jìn)功能單元，描述需要不斷深化如何由基礎(chǔ)的功能單元衍生出各種應(yīng)用所需要的新的功能模型，保證產(chǎn)品開發(fā)各階段，所使用的模型一致性、可擴(kuò)充性、可集成性、以及可重用性，是面向產(chǎn)品全生命周期建模的基本要求，也是目前各種建模方法所需解決的核心內(nèi)容，提出了一個新的基于產(chǎn)品定義單元和元建模的產(chǎn)品模型，該模型基于產(chǎn)品定義單元 PDU 以解決現(xiàn)有的產(chǎn)品模型非幾何信息缺乏的問題，并采用元建模機(jī)制實現(xiàn)模型之間的互操作，認(rèn)為對象和 STEP 技術(shù)可以滿足產(chǎn)品建模的需要，并研究了相應(yīng)的建模策略給出了基于對象和STEP技術(shù)的注塑模產(chǎn)品模型，提出一個使用STEP的產(chǎn)品模型，它的設(shè)計和實現(xiàn)按 STEP 標(biāo)準(zhǔn)來設(shè)計[6]，并支持產(chǎn)品信息結(jié)構(gòu)和標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)格式，它包括一個通用產(chǎn)品模型，一個產(chǎn)品，模型數(shù)據(jù)庫及三個界面，該模型主要為 CAD 服務(wù)，提出了一個支持CAD和CAM集成的信息模型，該模型包括一個全局信息模型和局部信息模型，全局信息模型被用來為所有的局部信息模型共享，它的結(jié)構(gòu)按照STEP 實體定義，可以從全局信息模型中檢索必要的信息，提出通過中性文件來實現(xiàn)產(chǎn)品信息交換，并認(rèn)為產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn) STEP 可以實現(xiàn) CAD/CAM 間數(shù)據(jù)交換，他們?yōu)榇俗隽艘粋€原形系統(tǒng) MDI 1，研制了一個分層結(jié)構(gòu)的產(chǎn)品模型，該模型不僅由基本的產(chǎn)品信息組成，幾何公差、裝配等，并且含有機(jī)加工信息，如切割刀具及加工參數(shù)，在零件結(jié)構(gòu)分解基礎(chǔ)上提出了基于單元的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)建模方法，通過功能與結(jié)構(gòu)之間的映射實現(xiàn)了零件結(jié)構(gòu)原形的自動生成和設(shè)計概念的圖形化，并給出了以基因單元為操作單位的單元置換技術(shù)，在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化和結(jié)構(gòu)重組中具有重要的實用價值和指導(dǎo)意義，以形狀要素、零件、部件三種層次的結(jié)構(gòu)單元為基礎(chǔ)，引入零部件母圖技術(shù)，研究了基于結(jié)構(gòu)單元的產(chǎn)品建模原理及實現(xiàn)方法，采用面向?qū)ο蠹夹g(shù)構(gòu)造了結(jié)構(gòu)單元，在其內(nèi)部實現(xiàn)了設(shè)計數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)關(guān)系的封裝，有效的支持了產(chǎn)品變形設(shè)計，針對并行工程和智能制造的信息需求，在特征技術(shù)的研究基礎(chǔ)上，提出了融多元化特征造型和特征映射為一體的新型集成化產(chǎn)品信息建模機(jī)制，創(chuàng)建了四個層次的產(chǎn)品信息模型結(jié)構(gòu)，滿足了集成制造系統(tǒng)的信息需求，針對并行工程需求，對特征的定義進(jìn)行了擴(kuò)展，提出了廣義特征的概念，基于廣義特征和STEP標(biāo)準(zhǔn)建立了零件信息模型，該模型分四個層次定義和描述零件信息，分別為零件層、廣義特征層、特征層和幾何拓?fù)鋵?，?CAD 的后續(xù)過程，如工藝設(shè)計、可制造性評價提供了豐富的零件信息，便于實現(xiàn)CAD與后續(xù)過程的并行，對滿足集成要求的特
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