支持变型设计的装配模型信息表达与模型重组方法研究

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1、http://www.paper.edu.cn支持变型设计的装配模型信息表达与1模型重组方法研究武守飞，王正肖，潘晓弘浙江大学现代制造工程研究所，杭州（310027）E-mail：Twangzhengxiao@zju.edu.cn摘要：实现产品级变型设计就需要解决装配模型信息的表达问题。对于支持变型设计的装配模型，除了装配层次和装配约束关系信息之外，还需要表达变型所需的族模型信息。本文为实现产品建模平台中装配建模的信息表达设计了一个信息表达模型，以及在进行变型设计或查看装配模型时，如何复原产品装配模型进行了研究。关键词：变型设计，装

2、配模型信息表达，模型重组中图分类号：TP1221.引言零件族建模和部件族建模都是为实现产品级的变型设计，而实现产品级变型设计就需要解决装配模型信息的表达问题，装配建模比零件族建模复杂，除了要能够表达产品的装配层次关系之外，还要能够表达零部件之间的装配约束关系，以及能够表达装配模型的组成、记录装配模型的变型参数和变型规则等等。对于支持变型设计的装配模型，除了装配层次和装[3][4][5][6]配约束关系信息之外，还需要表达变型所需的族模型信息，上海交通大学的周新建[1]等人在虚拟链层次装配模型基础上，提出的基于广义键层次结构装配模型，

3、使装配模型既可以表达装配层次和装配关系信息，又能表达装配体和零件的设计参数和规则信息。本文为实现产品建模平台中装配建模的信息表达设计了一个信息表达模型，以及在进行变型设计或查看装配模型时，如何复原产品装配模型进行了研究。2.装配模型信息表达模型2.1装配模型的信息装配模型包括部件模型和产品模型，装配模型所建立的信息可以满足产品级变型、元件（部件和零件）级变型。从变型设计的需要出发，装配模型包含了下列的信息：1)装配模型组成信息，即装配模型由哪些部件模型、部件实例、零件模型、零件实例组成；2)装配模型变型信息，主要包括事物特性表、性能

4、参数表、关系式集信息、基础框架信息、管理信息等；[3]除了这些信息之外，一般装配建模还要包含层次关系信息和装配约束信息，层次关系信息表达了装配模型的元件组成层次关系，而装配约束信息表达了装配模型各个元件之间的装配约束和装配配合关系。目前的参数特征造型软件对装配约束和装配关系的表达已经有成熟模型。本文提出一种能够结合变型设计的需要，重点考虑装配模型变型信息的表达。2.2装配模型的构成装配模型由部件族模型、零件族模型、部件实例和零件实例构成（图1所示）。部件实例和零件实例是装配模型中尺寸和结构不变的元件。零件族模型和部件族模型是在产品装

5、配1本课题得到教育部博士点基金项目（20030335109）的资助。-1-http://www.paper.edu.cn模型可以进行尺寸变型和结构变型的元件，它们都定义了事物特性表，或者定义了基础框架模型。装配模型的事物特性表来源于部件族模型、零件族模型的事物特性表和装配位置尺寸，装配模型的事物特性表实现了产品级的尺寸变型，而装配模型存在具有基础框架的元件模型可以实现产品的局部结构变型。部件模型1族模型信息实例信息…部件模型n部件模型2部件模型3部件1零件1零件3零件模型2零件2零件模型1图1产品装配模型组成元件的类型2.3装配模型

6、的表达模型成熟的参数化特征造型系统已经采用一定的装配模型信息模型来表达装配层次关系和装配约束关系。而根据装配建模的需要，可以通过对装配模型的访问来读取装配层次关系和[2]装配元件的位置指针。例如在Pro/E中，可以使用特征访问的方式获得装配模型的层次关系和元件的句柄。如图2图所示，左侧的装配层次结构视图通过读取装配模型内部数据来获得，并且可以得到元件的指针列表。关联视图定义了装配模型的零部件的指针信息与零部件模型信息的标识号之间的关联关系，通过关联方法使零部件的信息附加到零部件上面，使零部件具备了事物特性表、性能参数表、管理等等信息

7、。装配模型的零部件根据类型不同包含有不同的信息，作为族模型的零部件具有支持尺寸变型和结构变型的信息，而作为实例的零部件只具备管理信息。在模型、实例信息视图中，可以看到装配模型及其元件的事物特性表、性能参数表等等信息，使用这些信息可以实现变型设计。变型设计过程中，信息视图中参数值的变化，通过关联视图传递到模型内部，驱动装配模型的尺寸变型。-2-http://www.paper.edu.cn模型、实例装配层次结构视图关联视图信息视图装配模型零件三维零件CAD……实体模型……部件零件零件指标……针识列列模型信息实例信息图2装配模型信息结构

8、示意图3.装配模型重组方法装配模型在完成建模之后，装配模型文件交由FTP文件服务器管理，模型的信息交由数据库服务器管理，在进行变型设计之前需要重新组合信息，使变型设计所需要的信息重新被附加到装配模型之上。因此，变型设计之前有个信息的重