专利名称：一种变型设计方法
技术领域：
本发明属于数字化设计领域，尤其涉及一种变型设计方法。
背景技术：
如何快速响应市场和客户的变化，低成本、高效率开发满足客户特定需求的产品， 是时代的要求和发展趋势。随着CAD技术的发展，参数化技术、基于特征的建模技术、实体建模技术已经在CAD系统中得到了成功应用。在CAD系统可以快速建立参数化的基于特征的实体模型，但是如何与设计方法学相结合，快速根据客户需求变型设计出满足客户需求的产品仍然是值得关注的一个问题。并且在对产品结构进行变型设计以后，相应的工艺规划过程也需要进行相应的改变，因此需要研究工艺的变型设计。
发明内容
本发明采用基于产品事物特性表以及主文档的集成建模方法，形成支持结构变型设计、工艺变型设计的方法，覆盖产品的设计制造过程，实现产品结构设计和工艺设计的集成。本发明的技术方案如下
(1)建立产品模型
首先根据零件的二维图形在三维CAD系统中创建一个初步的三维模型。其次对模型参数的名称进行规范化，并分析参数之间的约束关系；然后通过相应参数的修改来验证三维模型是否能重新生成，若能重新生成，则模型正确，若不能重新生成，则需要对模型进行修改，直到模型能合理再生为止。在三维模型基础上，提取模型参数，创建事物特性表，完善其几何信息和工艺信息。( 2 )产品结构变型设计 (a)事物特性关联关系描述
事物特性表的表列特性对应着零件的特性，这些特性之间存在各种关联关系中，各种特性所处的角色不同。在表列特性之间的关联中，通过对特性在一个关联中所起的作用， 把特性的属性分为基本特性BC (Basic Characteristics)和派生特性DC (Derived Characteristics)。所谓基本特性是指在关联关系中，其取值不受关联关系的约束；而派生特性是指取值受关联关系约束的特性。在变型设计过程中，只需要根据客户需求确定基本特性的值，而派生特性在基本特性确定以后，可以自动生成。事物特性表中各种关联关系可以采用如下的表示方式
C = (BC, DC, Cons, Message) 其中SC = {pCl,bC2「Xs是基本特性集合；DC Idc1Jc2,...^)是派生特性集合；
Cons是指约束集，它描述了特性之间的关联关系；她腿终对约束进行说明，当对约束进行评价时可以提供相关的信息给用户。
约束的描述可以分为两种形式
区间约束Consi 这类约束只是给出了取值范围或几个离散值，在变型设计过程中，
当基本特性值确定了以后，派生特性的值必须在取值范围内或者从几个离散值中选取一个。函数约束Consf 这类约束通过函数关系来表达，当基本特性确定以后由系统计
算出派生特性的值。(b)变型设计过程
Stepl 根据客户需求，确定基本特性SCzii^AinfeJ的值。Step2 基本特性确定以后，根据基本特性与派生特性之间的约束关系集Ccms ,确定或计算派生特性DC ^dc2,.,,dcj的值。St印3 通过事物特性表的基本特性和派生特性驱动CAD系统中的三维模型进行变型设计。St印4 对变型结果进行审核，如果不满意，则转入Mepl，重新确定基本特性，如果满意则转入Mep5。St印5 保存当前零件模型，并结束本过程。(3)工艺变型设计
在结构变型设计的基础上，进行工艺变型设计。工艺变型设计主要是提供实例产品相应工艺文档模板的检索和信息匹配机制，赋予工艺文档模板中相关参数的具体属性值，生成具有明确加工意义的产品工艺文档实例。利用事物特性表中的某一行数据(相当于某一具体零件的事物特性值)，与工艺文档模板相结合后，就可以自动生成该零件的工艺文档实例。这些导出的实例文档与模板具有很强的相似性，工艺文档实例继承了工艺过程规划模板的全部属性。本发明的有益效果在设计前期，通过分析参数之间相互的约束关系，建立对应的事物特性表。然后通过事物特性表驱动CAD模型进行零部件的变型设计，以此来代替繁杂的人工建模。进一步，在工艺设计过程中，最大程度上重用原有工艺文档，在工艺文档模板基础上，通过引入事物特性表中的事物特性快速生成工艺文档实例。
图1是本发明的变型设计流程图； 图2是本发明的变型设计实例图。
具体实施例方式下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。本实施例是以联轴器的变型设计过程为例，进行实施。需要说明的是，本发明所述方法同样适用于其它的机械产品和零部件。如图1所示，首先创建联轴器的三维模型，并对该模型的参数名称进行规范化，然后对参数进行分析，经过参数分析，图2所示的联轴器只有3个参数需要变化，其余的尺寸要么是可以根据A、B、C三个尺寸计算出来(如DAA、DAB、DAC和DAD)，要么固定不变，因此 A、B、C为基本特性，DAA、DAB、DAC、DAD是派生特性。尺寸之间的约束关系如下 DAA=DAC/3. 0
DAB=A-65. 0 DAC=C-20. 0 DAD=C+ (B-C)/2。确定了参数之间的约束关系以后，验证模型的可再生性，最后提取参数，创建联轴器的事物特性表。联轴器的事物特性表如图2所示。每个联轴器零件对应于事物特性表中的一行数据，当对A、B、C赋予不同的数值时，就可以产生不同尺寸的联轴器模型。工艺文档模板以事物特性表中的数据和客户订单的需求参数为依据进行工艺的变型设计。联轴器主模型在客户订单001、002和003的作用下生成变型零件001，002和003，这些零件具有与工艺文档相关的特性参数。工艺文档模板与事物特性表中的001、002和003零件的事物特性数据，以及客户订单001、002、003相结合，生成对应于特定联轴器变型零件的工艺文档实例001、002和003。
权利要求
1. 一种变型设计方法，其特征在于该方法包括如下步骤 步骤1.建立产品模型，具体过程是首先根据零件的二维图形在三维CAD系统中创建一个初步的三维模型；其次对模型参数的名称进行规范化，并分析参数之间的约束关系；然后通过相应参数的修改来验证三维模型是否能重新生成，若能重新生成，则模型正确，若不能重新生成，则需要对模型进行修改，直到模型能合理再生为止；在三维模型基础上，提取模型参数，创建事物特性表，完善其几何信息和工艺信息；步骤2.产品结构变型设计，具体包括事物特性关联关系描述和变型设计过程； 所述的事物特性约束关系描述为 C =(BC,DC,Cons,Message),其中BC = Ibc1M2,-^)是基本特性集合；DC = HclJc2,...Jcm)是派生特性集合；Cons是指约束集，它描述了特性之间的关联关系；表示对约束的说明； 约束的描述可以分为两种形式区间约束Consi 该类约束给出了取值范围或几个离散值，在变型设计过程中，当基本特性值确定了以后，派生特性的值必须在取值范围内或者从几个离散值中选取一个； 函数约束Consf 该类约束通过函数关系来表达，当基本特性确定以后由系统计算出派生特性的值；所述的变型设计过程具体过程为2-1.根据需求，确定基本特性· = …,O的值；2-2.基本特性确定以后，根据基本特性与派生特性之间的约束关系集Ccms ,确定或计算派生特性BCf =(威^fca)的值；2-3.通过事物特性表的基本特性和派生特性驱动CAD系统中的三维模型进行变型设计；2-4.对变型结果进行审核，如果不满意，则转入2-1，重新确定基本特性，如果满意则转入2-5 ；2-5.保存当前零件模型，并结束本过程；步骤3.利用事物特性表中的任意一行数据与工艺文档模板相结合，自动生成该零件的工艺文档实例。
全文摘要
本发明涉及一种变型设计方法。本发明首先建立产品模型；然后进行产品结构变型设计，包括事物特性关联关系描述和变型设计过程；在变型设计过程中需要确定基本特性，根据基本特性与派生特性之间的约束关系集，确定或计算派生特性的值，通过事物特性表的基本特性和派生特性驱动CAD系统中的三维模型进行变型设计。最后进行工艺变型设计。本发明自动化程度高，操作简单。
文档编号G06F17/50GK102194033SQ20111015603
公开日2011年9月21日 申请日期2011年6月12日 优先权日2011年6月12日
发明者张哲夫, 戴锡锋, 胡杭民, 苏少辉, 陈国金, 顾齐齐, 龚友平 申请人:杭州电子科技大学