1 引言
在CAD/ CAPP 集成系統中, 箱體類零件加工特征的信息描述好壞直接影響系統的順暢運作。
在成組技術中, 從結構和工藝相似的角度將零件進行分類編碼,以簡化和優化的手段使零件有序化、信息化。國內一些專家相繼研究出柔性編碼系統, 強調編碼系統碼位的柔性, 使其編碼系統具有多段式、多層次、柔性化的特點, 但在某些方面增加了識別的繁瑣性。在當今計算機技術飛速發展中, 計算機處理信息的能力有了大幅度的提高, 特別是對數字和字符串的無異識別, 使得在特征信息的處理上既可應用編碼的簡單、直觀性, 又可綜合語義說明全面、易讀地描述零件特征信息。因此本文基于Aut o CA D 軟件包開發的新一代特征造型系統MD T (Me e ha n ie a l D e sk T0 p )微機軟件平臺環境下, 針對箱體類零件在加工特征信息描述上處理成語義描述與編碼相結合的表達形式, 應用M D T 開放式體系結構研究開發了計算機輔助特征編碼系統, 并切實在開發的CAD/ CAPP 系統中得到良好的運用。信息如零件名稱、編號、設計等以及技術要求、材料、熱處理等其它用戶需求信息。
第二層: 方位層箱體類零件采用方向描述的方法。
零件上有待加工特征的型面叫方位面, 以特征所在方位面的方向矢量作為零件特征的定位描述方向。通過對零件特征方位面的編碼, 在工藝規劃中計算機可以很方便地識別出加工特征的具體方位, 進刀方向以及易于選擇工作臺的類型(固定式或可轉位式)等。
在提取零件特征時會自動生成特征的方向矢量 (cosa， cosβ，cosγ) ,其中cosa 、cosβ、cosγ分別表示某一特征所在方位面的法向矢量與X 軸、Y 軸、z 軸的夾角余弦。所以零件特征的方位面可用它的法向矢量與投影在坐標系坐標平面的方向余弦來表示, 見表1 。
第三層: 特征層 從加工角度看, 箱體類零件形狀特征分為基本特征和復合特征。所謂基本特征是單一的、連續的、相對獨立的簡單幾何形狀, 與其他特征信息無相互位置與連接次序的拓撲關系, 描述的是零件的基本幾何型面(諸如直孔、螺紋孔、槽、凸臺等) ; 復合特征從形式上看是基本特征的組合, 體現了各個基本特征之間相互位置關系與連接次序的拓撲關系, 但從制定加工工藝時的易加工性方面(與刀具形狀、路徑的映射關系)考慮的特征類型, 易加工性指的是保證尺寸和位置精度下的快捷加工, 從總體來看是基本特征在功能、結構與工藝特點上的有機結合。如圖l1。
第四層: 信息層描述特征屬性的特征參數和特征要素, 指的是幾何信息、工藝信息、拓撲信息等。
3 計算機輔助箱體類零件編碼系統的實現
3. 1 特征識別與提取
特征數據模型包括描述特征的全部信息, 即特征自身數據信息(特征本身幾何尺寸、定位坐標、工藝特性、精度、粗糙度等)和表示特征之間相互關聯的拓撲信息(關聯尺寸、位置公差等)。特征的幾何尺寸、坐標數據提取完全依賴于CAD 系統底層數據結構的開放程度。通過標準文件格式接口直接訪問、自動交換所有相關信息。而特征工藝信息是通過人機交互界面添加到相應的特征項中。
有相關信息。而特征工藝信息是通過人機交互界面添加到相應的特征項中。
特征信息識別系統是在面向對象框架語言的基礎上開發的特征描述語言, 自動生成特征描述框架, 填充有關的槽值。特征描述信息的提取是通過特征描述器 (Fe at u re n e s e 五p to rs )進行的。
M D T 提供了強大的A PI 函數來進行特征及其參數的識別與提取。最直接的方法是在開發的程序中調用MD T APx 函數a m iG e tPa rt Fe a ts () (特征的識別與提取)和a 而G e tFe at Pa r a m s () (特征參數的識別與提取)。
形狀特征識別和提取模塊程序由vi sua l C + + 結合M D T 的API 函數寫成。
該程序段主要由接口程序和主程序組成。在主程序中, 可調人M D T 類庫中的用于識別和提取特征的API 函數(如圖2 所示) , 接口程序的作用是把M D T 環境和vi su al C + 十程序開發環境連接起來, 利用Mie ro soft V isu a l C + + 和MFC 類庫的可視化工具, 建立可在M D T 環境中運行的人機接口界面,如各種信息輸人對話框。
零件特征識別算法描述:
1) 選擇零件, 獲取零件Ke y , 建立零件對象cPa 出
2) 交互輸人零件管理信息;
3) 按一定的順序選擇加工特征, 用鼠標逐個拾取相應的型面, 獲取特征Key , 建立特征對
4) 獲取形狀特征信息, 包括特征名稱、類型、特征的基本控制參數、特征定位信息、特征終止信息等;
5) 交互輸人特征工藝信息, 與幾何形狀特征信息一起存儲到表示該特征的統一的數據結構中;
6) 重復步驟3 至5 , 直到取完所有的特征。
3. 2特征編碼規則制定
根據上述層次劃分, 結合M D T 軟件環境底層數據結構的開放程度, 將箱體類零件的基本特性歸類制定為10 位碼, 由方位碼、類型碼、工藝碼三個碼段組成, 其編碼結構如圖3 所示。
其中特征拾取時自動生成特征編碼為頭
4 位碼“ X X X X” 第1 位為方位編碼; 第2 位為類型碼, 面= “ 1 ” , 孔= “O”; 第3 位為類別碼,直孔= “ 1 ” , 沉頭孔= “ 2 ” , 倒角孔= “ 3 ” , 凸臺= “4 ” , 槽= “ 5 ” , 平面= “ 6 ” , 矩形陣列= “ 7 ” ,圓形陣列= “8 ” ; 第4 位為螺紋標識碼= “ 8 ” 。
進行產生式規則處理, 從而實現CADI CAP 系統集成。
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