一种基于mbd的三维模型设计信息标注系统及方法
【技术领域】
[0001]本发明属于信息系统领域，尤其涉及一种基于MBD的三维模型设计信息标注系统及方法。
【背景技术】
[0002]MBD是一种数字化的基于模型的定义(Model Based Def init1n)，充分弥合了三维模型直接用于制造的间隙，所起到的作用是三维数字化模型对产品数字化信息的相关表达。这项技术是波音公司在原技术的基础上，又充分融合自己在研制飞机时的所使用的数字化制造技术，这才有了新一代数字化模型定义。从国内来讲，相关航空制造企业也开始慢慢关注MBD技术，将其技术进一步的推进。MBD技术的核心点是将所研制产品的各类信息，用全三维模型的方式表达出来，它的优点在于能全面的定义三维模型中设计信息这些信息包括产品的尺寸，产品的公差和产品自身的工艺信息。
[0003]MBD技术是最新几年才发展起来的技术，国内外现在已经有好多企业开始研究与应用此技术，比如说波音公司等。随着科学技术的发展，机械制造产品的相关定义也慢慢朝着数字化的方向开始迅猛发展，这就使得MBD技术渐渐成为航空航天领域的中流砥柱。现在，国内外好多航空项目的研究和制造过程还是以传统的二维图纸为主，数字化的三维模型作为补充信息，这种方法的缺点是中间所有的数据信息在传递和存储的过程中花费比较高，还有就是所有信息的有效使用率低下，不过空中客车A320再设计中就采用比较新的设计方针，先进的生产技术和信息管理技术，是一种创新型的单过道中短程的民用飞机。还有就是波首737—NX飞机，由美国波首公司生广的，是民用飞机中最好的窄体飞机系列，它的特点在与飞机本身是一种中短程双发喷气式飞机。这两种飞机的共同点是其所在的航空公司在设计研发和生产的过程中都使用了比较先进的技术手段，那就是大范围使用数字化的三维模型，而把纸质的二维图，作为补充信息的方法。但是由于其标准不全面不统一，所以航空航天公司还没能达到单独的使用全数字化三维模型定义，也就是所谓的MBD设计技术，这样的过程一直持续到ASMEY14.41和BDS-600系列的相关标准制定以后，波音公司才在后续项目787项目中，完全使用了先进的MBD设计技术。
[0004]MBD技术在产品的工艺设计方面也是起到巨大作用的，可以使所研究产品的工艺路线，工艺信息全部实现三维模型数字化。下面主要说明有关MBD的工艺设计方面存在的问题，工艺设计作为生产重要的一部分也应该的数字化的三维环境中全面应用，这样的全数字化三维工艺设计将大大提高产品的工艺设计能力，但是要全面的应用MBD技术来进行数字化的三维工艺设计，就必须将其底子打好，也就是说要有成熟的技术和需求的环境才能够实现其完整的工艺设计体系。基于MBD工艺设计体系主要包括三个层面，第一层就是将MBD工艺设计应用，MBD工艺设计环境，MBD技术标准规范等完整的输入到PDM产品数据管理系统中，这个PDM产品数据管理也就是体系的第二层，然后再进入第三层指导其他的制造活动如广品制造，广品检，工装夹具设计，机床选择等。
[0005]当前我国MBD技术应用中存在以下几个方面的问题，首先讲一下第一个问题，也是最大最重要的问题，就是标准不统一，这个问题也是第二章要重点讲的内容。目前各个领域各个企业所应用的技术都是参照国际标准再相对的结合自己内部的实际情况，研制出来的标准，各领域和各企业的标准都不统一，好多的航空航天单位都根据自己制造需求，开发自己的MBD应用规范。由于上面种种原因，就造成了现在好多飞机制造厂出现了多MBD参考标准，造成了很多难解和重复性的问题，因为这个标准不统一的问题，使MBD技术无法快速的推广，也很难树立起整个MBD应用体系。第二个重点问题是MBD技术数字化程度偏低，为什么会出现这种情况，那是因为好多企业或公司对MBD技术的理解，只是说把二维纸质上的产品各方面信息，照模照样搬到数字化的三维模型中，不能达到使其设计信息数字化程度变高。因为没有对零散的产品相关信息进行归纳和整理，就会出现数据冗杂，实用性不强，这样就使得后面对产品制造和加工的工人很难读取必要的信息，造成产周期的加长，降低了生产效率。第三个重点问题是现阶段应用的能够支持MBD数字化建模的方法不多，像CATIA等软件，只是应用了其本身最基本的功能，这些功能已经比较落后了，不能满足MBD技术的需求，要保证三维模型信息的准确性与规范性。这是MBD技术比较高的要求，就要对其建立新的数据集，和相应的信息管理系统，这些方面光单独靠手工是很难完成的，所以必须借助一定的辅助工具，来提高MBD的建模技术。
【发明内容】
[0006]本发明的目的在于提供一种基于MBD的三维模型设计信息标注系统及方法，旨在解决现有的技术并没有形成成熟的技术和需求的环境，从而不能实现其完整的工艺设计体系，并且现有技术没有对零散的产品相关信息进行归纳和整理，就会出现数据冗杂，实用性不强，这样就使得后面对产品制造和加工的工人很难读取必要的信息，造成产周期的加长，降低生产效率的问题。
[0007]本发明是这样实现的，一种基于MBD的三维模型设计信息标注系统，该系统包括:相关数据库单元、基于MBD设计信息的制造单元、ODBC接口、UG软件二次开发工具单元、标注零件信息单元、零件信息查看单元、标注特征信息单元、特征信息查看单元、标注零件特征信息单元；
UG软件二次开发工具单元与相关数据库单元通过ODBC接口相连接，用于对设计信息进行收集、整理、开发；
相关数据库单元通过ODBC接口与基于MBD设计信息的制造单元相连接，用于为基于MBD设计信息的制造单元提供大量、可靠的数据；
基于MBD设计信息的制造单元与标注零件信息单元相连接，用于为标注零件信息单元提供可靠信息；
标注零件信息单元与零件信息查看单元相连接，用于为零件信息查看单元提供数据基础；
零件信息查看单元与标注特征信息单元相连接，用于为标注特征信息单元提供查看特征信息依据；
标注特征信息单元与特征信息查看单元相连接，便于标注特征信息的查看；
特征信息查看单元与标注零件特征信息单元相连接，得到标注零件的具体信息特征； UG软件二次开发工具单元包含了:UG/0pen Menu Script模块、UG/Open UI Styler模块、UG/Open GRIP 模块、UG/Open GRIP NC 模块、UG/Open C++模块；
相关数据库单元中包含轴类零件材料选择数据库模块、轴类零件表面粗糙度数据库模块、台肩的特征信息数据库模块、退刀槽的特征信息数据库模块、键槽的特征信息数据库模块、键槽的公差信息数据库模块、倒角的尺寸信息数据库模块、内角倒角的最大值与外角倒圆的尺寸关系数据库模块、与轴直径相应的倒角C与倒圆角的值的数据库模块；
ODBC接口包括Windows开发环境单元，ODBC接口 PBODBn.Dll，ODBC驱动管理程序单元0DBC32.dll, ODBC驱动程序单元。
[0008]进一步，设计MBD模型创建MBD模型第一层由制造工艺，三维注释，设计模型，属性，装配工艺组成，第二层包括加工参数，几何信息，和公差配合；
基于MBD设计信息的制造单元包括四层，分别是:状态层，特征层，元素层，数据层。
[0009]一种基于MBD的三维模型设计信息标注方法，包括:
步骤一、创建MBD三维模型，再结合要开发的标注系统做出具体的开发流程；
步骤二、按照国家规范，将标注系统所用到的设计信息标注系统的标注式样整合，创建出MBD三维标注系统的整体框架结构，及个主功能模块和其他功能模块，最后给出整个标注系统的实现方法；
步骤三、设计标注系统的Access数据库，把轴类零件相关的特征信息，都以数据库的方式存储起来，再通过ODBC接口，将数据库和结合，通过C语言，将数据库和UG软件进行无缝链接，把数据库信息导入VisualC++6.0环境中，最后编译链接成功；
步骤四、选择标注系统开发工具，根据相应的开发工具给出具体的开发步骤和流程，然后创建用户化菜单，建立轴类零件模型，设计对话框文件，设计开发程序；
步骤五、利用UG软件的二次开发工具，在C语言环境下，设计标注系统的菜单界面，包括一级菜单和二级菜单，然后设计标注系统的用户界面，包括要标注的轴类零件各部分的特征信息。
[0010]本发明提供的基于MBD的三维模型设计信息标注系统及方法，MBD技术对三维模型有着严格的规定，所制造研究的产品模型的信息必须是数字化的描述，模型上所有的信息都要和所制造的实物有密切的关系，一个技术的成熟度，就体现在它对其数据系统的管理方面。其次，在没有二维图纸的情况下，三维模型零件信息传输时，传输控制信息和产品信息，以理解和实现的方式，都是与计算机系统相关联的。根据MBD技术的关键