计算机辅助设计capp设计,基于特征设计的cad/capp集成技术研究

[摘要]讨论了零件特征信息的描述方法和图形数据库的构造方法.在此基础上为零件设计的特征建模提供了一种思路,从而实现cad/capp系统的有机集成.

[关键词]cad;capp;集成;特征设计

计算机集成制造系统(cims)将生产过程中的各个环节有机地结合成一个完整的系统.这就要求在产品设计过程中,零件的设计和工艺规划必须具有良好的特征集成性和畅通的信息流.

在传统的计算机辅助设计模式中,cad系统注重产品的机械性能和几何造型方法,而对制造公差和各种技术要求等信息只作为标注信息来处理,在进行capp时,往往需要重新进行零件信息(包括几何特征)的输入.这样不仅浪费了大量人力物力进行重复劳动,而且不利于capp向cad系统反馈可制造性评价,达到优化产品设计的目的.

集成化cad/capp系统基于并行工程的设计理念,将零件的设计特征和制造特征封装在一起.在设计阶段基于特征建模,待工艺规划时自动继承cad系统生成的产品设计信息,并与加工方法相对应,生成cam所需的数控程序和提供mis所需的生产管理数据.使零件在整个计算机集成制造中实现信息采集、传递和加工过程的畅通无阻[1].

1　基于特征的建模

1.1　特征定义分类

cad和capp作为设计过程的两个阶段,对零件的特征有着不同的含义和表达形式.零件的设计特征主要指形状特征,制造特征信息包括工艺特征.考虑到系统集成的需要,采用以形面特征为基础的多层次描述方法.将设计特征和制造特征之间的差异限定在工程语义的范畴内,并用特征分类、特征参数和特征上有意义的表面要素来表达.根据这一思想,将特征定义为:一个或多个对设计和制造都有意义的几何形体,可由某种基本的切削加工所组成.从而达到设计特征和制造特征的统一.

按照上述定义,可将零件的特征划分为主特征和辅助特征.主特征主要描述零件内、外表面的基本几何形状和形面要素,辅助特征描述零件次要几何形状及在功能、结构、工艺特点上存在组合要求的特征,辅助特征依附于主特征.图1为曲轴零件的特征分类.

1.2　图形数据库

对于轴类零件,根据轴类零件的几何特点,将其分解成不同的轴段,轴段在划分的同时要考虑零件的主、辅特征和形面要素.在此基础上建立图形数据库.数据库的建立可采用下列两种方法进行,每种方法对应不同的cad建模方式.

1)　以参数绘图为基础的图形数据库　这种图形数据库的实质是包含轴段参数化绘图程序和特征信息字段的特征数据库.数据库中每条纪录包含轴段几何特征的工艺特征变量,同时对应相应的参数绘图程序.利用autocad2000中的编程环境au-tolisp、objectarx编写参数化绘图程序并通过ase和asi与外部数据库联系在一起.绘图时,根据参数调用绘图程序的同时从数据库中提取相对应的工艺信息,经确认后与图形几何尺寸封装在一起保存到外部文件中.其特点是技术成熟,操作简便,库结构紧凑,信息传递有序,利于信息反馈.但是添加和修改图形数据库有一定难度,必须熟悉auto-cad编程.

2)　以尺寸驱动技术为基础的图形数据库　这种形式的数据库不包含绘图程序,而是将基本图形连同几何参变量、特征参变量保存在外部数据库中.绘图时,利用尺寸驱动程序通过几何参数改变图形形状,再封装工艺特......点击查阅全文......↓