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1、第7卷第6期光学精密工程Vol.7,No.61999年12月OPTICSANDPRECISIONENGINEERINGDecember,1999文章编号1004-924X(1999)06-0010-04*基于CAD/CAM集成的特征系统研究俞研陶俐言李钢朱光宇(中国兵器工业部第五五研究所长春130012)摘要详细讨论了自行开发的基于CAD/CAM集成的特征系统,介绍了该系统的体系结构及基于特征的零件信息描述方法,并给出了在SolidEdge系统基础上开发的特征造型与特征识别系统的功能及其实现过程。关键词特征特征描述特征造型特征识别中图分类号T
2、P391.72,TP391.73文献标识码A1前言随着对先进制造技术的研究与应用的逐步深入,作为制造系统核心的CAD/CAM系统集成技术得到了更多的重视和发展。但是作为生成产品设计数据、为下游应用系统提供产品信息等核心功能的计算机辅助设计(CAD)系统,虽然在几何造型等方面已具有强大的功能,却仍在表达设计意图、描述零件之间的相互关系、与下游应用系统的集成性、描述产品完整的工程语义信息等方面存在着一定的缺陷。另外传统的CAD/CAM集成大多基于串行方式,期望在设计阶段就产生能满足设计、工艺规划与装配需要的产品模型,实现设计制造自动化。然而在实践
3、中发现,由于作用域不同,设计特征与加工特征的特征信息模型也必然存在一定的差异,各环节之间的转换不可避免,从而制约了CAD、CAM系统之间的无缝集成。针对以上的问题,介绍了在SolidEdge基础上自行开发的基于CAD/CAM集成的特征系统,该系统将特征作为提供几何信息与工程信息等产品信息的载体,建立基于特征的零件信息描述模型,将特征造型与特征识别有机地结合起来,在预先定义特征库的支持下,系统既可以对零件进行特征造型,又能够识别已有的零件几何特征,为实现基于特征的CAD/CAM系统的集成奠定了基础。*本课题为国防科技跨行业重点预研资助项目,项目
4、编号为18BQ9710036收稿日期:1999-09-10修稿日期:1999-09-286期俞研等:基于CAD/CAM集成的特征系统研究112系统体系结构基于CAD/CAM集成的特征系统是在SolidEdge6.0的基础上开发的,主要包括特征造型模块、特征识别与提取模块、加工特征模型信息描述模块、预定义特征库等,其系统体系结构如图1所示。在系统中,以SolidEdge三维实体造型系统作为基础为各个模块提供了图形支持,设计人员既可以利用拉伸、切除、扫掠、旋转等基本的特征造型方法进行几何实体造型,又可以利用预先定义特征进行造型。由于设计特征与加工
5、特征并不能完全匹配,因此在特征造型结束以后,需要进行加工特征的识别与提取,利用SolidEdge提供的SDKAPIs来提取所需特征的几何信息与拓扑信息。对已有的几何特征与拓扑信息,附加上零件的管理信息与工艺信息等工程语义信息,才能完成完整的加工特征信息模型的建立,并可以作为CAPP系统的零件信息描述文件,实现CAD/CAPP系统的集成。3基于特征的零件描述模型特征是包含几何与工艺信息的载体,是零件形状及其他属性的信息集,是产品设计、零件工艺处理的基本单元。本系统针对CAD/CAM系统集成的要求,将特征分类如下:实现CAD/CAM信息集成的关键
6、是建立完整的零件信息模型,而基于特征的描述则是建立一种零件-特征-几何/拓扑的网状的多层次的数据结构关系。在特征造型模块中,零件从一开始便是通过特征来进行描述的,系统则通过几何/拓扑关系进行存储。在特征识别模块中,则是通过预先设计的尽量合理的特征模型来匹配零件上的形状特征。由于系统是在SolidEdge的基础上开发的,结合SolidEdge系统几何/拓扑信息存储的结构与方法,Fig.1Infrastructureofsystem本系统采用了如图2所示基于特征的零件信息描述模型。12光学精密工程7卷Fig.2Modelofpartinforma
7、tionbasedonfeatures其中,零件的形状特征是按照零件形成的特征造型方法,利用SolidEdge提供的OLEAutomation接口,检索存储零件几何/拓扑信息的描述文件,获得形状特征相应的位置信息与尺寸信息。而精度特征与管理特征涉及到零件的总体及工艺属性,分别包括对特征的形位精度、材料特征及管理信息的描述。系统采用了面向对象(O-O)的特征描述方法。该方法能够将有关特征的知识聚集在一起成为对象的信息单元,使特征具有封装性、继承性等特点,本文以孔为例对特征类对象描述如下:ClassHoleFeature{//孔特征StringF
8、eatureCode;//特征代码StringFeatureName;//特征名DoubleHoleDiameter,HoleDiaUpper,HoleDiaLow
