【设计】CAPP集成环境的工序图自动生成技术研究.pdf

AM现代制造
Modern Manufacturing
本文基于三维特征建模技术,研究了零件工序模型和工序图的自动生成技术,采用扩展实体、特征回退、配置
管理技术,运用加工工艺信息,采用逆向重构法生成零件工序模型和工序图。基于 Solid Works平台,自动生成了轴
套类零件按照加工逆序排列的工序模型和2D工序图,对缩短产品工艺设计周期,提高 CAD/CAPP集成系统的实用性
具有重要意义。
基于CAD/CAPP集成环境的
工序图自动生成技术研究
口山西综合职业技术学院景海平
随着计算机辅助技术在机械制造何形状的处理过程,而采用基于三维减操作来生成翠件。特点是通过一系列
行业的普及与发展,建立 AD/CAPP/CAM产品特征建模的工序图生成方法,方与材料切除过程对应的加工操作将毛坯
集成系统已经成为当前机械行业的主流使地处理了这个过程,它不但能快速变换成零件的同时,完成产品设计、工
方向。三维工序模型与工序图的自动生准确地完成工艺过程设计,更重要的艺过程规刘及数控加工程序的生成。因
成,作为工艺设计实现定量化与智能化是能针对系列产品或新产品建立一种而非常适合于 CAD/CAPP/ CAM1集成环境。
的重要手段之一,使 CAD/CAPP/CAM共享面向产品的制造过程。因此,基于此
2.工序图自动生成机理
统一的三维产品模型,并可以充分利用法,开发产品工序图自动生成模块,
工序图自动绘制的前提是零件模
CAD/CAMI的设计与分析功能,因此也成为对于提高工艺设计的效率和质量,实型,是基于特征的三维几何模型。绘制
研究的热点。
现工艺设计的标准化,提高CAD/CAPP工序图的过程实际上是从零件三维特征
传统的手工绘制工序图效率低、工系统集成的实用性具有重要意义
模型逆向反推至其毛坯的过程。工序图
作量大、易出错、标准化程度低。统
的绘制从最后一道工序开始,即最终的
表明,工艺文件的编制占了工艺设计整一、工序图生成的原理
零件图,根据工序依次对零件三维模
个工作量的60%,而工艺文件编制的大部
1.面向制造特征建模的理论据
加工特征修改,以工步为单位,标出
分时间都用来绘制工序图。
在特征建模发展过程中,特征信息相应加工特征的标识号,逆向生成每道
工序图的自动生成过程是一种图形的获取及采用的造型方法不断地吸收制工序图,即与零件三维模型相关联的
随工序内容不析变化的创成动态过程,造概念的趋势。特征分解造型,又称作维投影视图。工序图生成后,再与其工
系统接受产品的设计信息和必要的工序分解性实体几何造型(DSG: Destructive艺文字信息合并,输出工序卡。依次类
设计信息,经设计人员简单地干预,便 Solid Geometry Modeling)。这种方法推,直至生成第一道工序的工序图。图1
可以由计算机自动生成和绘制工序图。的主导思想是在毛坯上应用一系列布尔为工序图自动生成系统的结构。
目前工序图生成的方法有:成组图形拼
凑法,图素参数法,数学模型法和特征
参数法。其中,特征参数法要求建立基
于特征的零件模型,工序图绘制时通过
C.AD系统零件特征模?
扩展实体
配置管理
在零件模型上拼合加工面特征生成工序
图,工艺信息的组织围绕特征展开,最
适合 CAD/CAPP/CAM3集成系统中工序图的
CAD/ CAPP信总集成
工序模型与工序图
自动生成。
加工的每道工序都可以看成是
加工特征的过程,实际上工序图表达
加工特征库
工艺知识库
的是对待加工特征的工艺要求。绘制
工序图的过程就是对被加工特征的几
图1工序图自动生成系统的体系结构
94CAD/CAM与制造业信息化?www.idnovo.com.cr
栏目主持:丁海骜
投稿信箱:dinghao@icad.com.cn
ニ、关键技术与实例应用项性存在系列に「x
1.三维特征建模技术
零件设计表中。図
车
工段材料名材
特征是具有与设计、制造活动有关3为某轴类零件的
的属性,并包含着工程意义和基本几何配雪理设计树。
同H加工每料作「技求参门备
实体或信息的集合。使用特征构造产品
3.特征回退
设各名设备卖
模型,可以加强CAD系统的特征信息处技术
理能力,由CAD系统输出可供CAPP系统接
基于3D特征
受的加工模型,可自动生成工艺过程规建模技术的零件设
切用
工时定
划。这种面向制造过程的特征建模,是计过程,可以看作
以毛坯模型为起点,以机械加工成品模是各和特征的添加「エt「「「要pm::￥」
型为终点的。它克服了传统实体造型系过程。因此,定义
统的缺陷,不仅含有产品机械加工的几所添加的每一个特
何形状信息,而且将公差、粗糙度、中征位置为零件的特
心孔和退刀槽等工艺信息也保存在特征征节点,形式上表
图4轴类零件菜工序机械及工艺卡片
模型中,所以易于CAD/CAPP/CAM的集现为模型特征树上
序机械及工艺卡片。
成,也大大方便了数控加工代码的自动的每一个特征,対应一个工序模型。利
生成
用工序模型与特征节点之间存在的对应
三、结束语
包含工艺信息的某细类零件模型如关系,可在特征节点中确定一些加工过
零件加工工序图的自动生成是CAI
图2所示。
程中的工序模型,但并不是所有的模型 CAM/CAPP集成中的关键技术,它的有效实
2.工艺模型配置管理
特征树上的特征节点部能找到相应的工现需要建立在制造特征识别技术、特征参
利用三维CAD提供的配置管理功序模型,其原因是实际加工中的一个工数化技术、信息共享技术、几何拓扑的命
能,将每个工序模型作为零件的配置进序,在特征设计过程中往往是由几个特名和辨识技术的有机结合的基础上。
行管理。零件的工序模型与零件模型共征组合而成的。因此,可以将当前的设
本文针对轴会类零件工序模型与工
享一个产品模型,不同的工序模型作为计指针方使地回退到任何一个特征节点序图的自动生成技术研究做了进一步研
零件的派生配置,并且按照加工工序的位置,即可以把任何一个特征节点后面究,着重探讨了零件模型的建立和动态
逆序排列,形成工序模型配置结构树。的所有特征暂时抑制或者隐戒。此时,修改、面向加工制造特征的二维工序图
通过对从零件到毛坯模型转换过程中所利用工程图的关联自动生成功能,便可的自动生成等关键问题。采用基于三维
添加的面、体加工特征回退、压缩或者生成该工序模型对应的工序图。
特征模型的工序图反向重构法;解决了
隐:变更工序模型属性,进行配置,
4.工序模型与工序图自动生成技术工序图动な绘制过程中信息共享问题。
可自动获得不同工序的零部件工序模CAP工序图自动生成的一个重要利月 Solidworks配置管理技术,自动生成
型,而且工序模型尺す与零件模型尺寸机理是自后往前的反推法,逆向重构相关联的工序模型与工序图,通过程序
具有全相关性。建立エ序模型(包括三法:以三维零件模型为基础,根据工序控制,工序图自动插入工艺卡片中。
零件特征信息和工艺信息)后,如图2在状恋中已经形成的特征,一方百通
在今后的研究中,还需要进一步完
所示,可将工序信息作为工序模型的一删除尚末加工的菜些零件特征,另一う善识別制造