工艺信息统计分析范文

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工艺信息是参数化变型设计的输出结果之一，依附于三维模型和工程图纸之上，是产品生产加工的重要参考依据，是衡量设计质量好坏的标准之一。但是，在三维参数化变型设计的后期，即统计工艺信息的过程中，存在信息统计难度大、统计结果误差大、统计方法标准化程度低的缺点，因此对工艺信息统计方法的研究是非常有必要的。目前，国内外学者对工艺信息统计及工艺变型设计进行了大量研究，并取得了不少成果。文献［1］依据三维模型所含的不同数据信息，对于不同的信息采用不同的模型方式表达，并提出了将产品的三维模型先转化成轻量化模型，以轻量化模型为基础进行工艺信息统计的方法;文献［2］利用特征建模和特征映射技术，将工序信息、工件信息、毛坯信息、夹具信息、机床信息进行集成，建立了工艺系统信息模型;文献［3］研究了基于特征建模方式的三维实体模型中形状特征和工艺特征信息的提取方法，并在工艺数据库中对各种特征信息及特征之间的关系加以合理的表示和存储。但是，从总体上讲，工艺信息统计的研究还不够深入，存在以下问题:(1)对三维模型的建模方式依赖性太强;(2)统计方法繁多，目前尚难以提供一个广普的精确方法;(3)缺乏系统的理论体系和支持工具。针对以上不足，本文结合桥式起重机参数化变型设计的特点，提出了一种基于特征遍历和图纸注释信息遍历的工艺信息统计方法，丰富了参数化变型设计的结果，提高了信息统计的准确性。

1基本原理

1.1参数化变型设计参数化变型设计是以拓扑约束、尺寸约束、工程约束驱动为技术基础，不仅包括传统参数化所包含的对部分特征驱动尺寸的修改使其他关联尺寸得到相应修改而产生结构相同但尺寸不同的零件系列三维模型，而且包括基于三维参数化模型驱动后与之相关联工程图的视图位置、比例、尺寸、注释、BOM表等相关信息的自动更新，生产制造的下游工装夹具、工艺规程规划、NC代码等参数化关联设计等，乃至整个产品生命周期的参数化设计［4-5］。根据参数化设计的特点首先需要确定参数设计的零部件级别，建立零部件的参数化模板(模型模板和工程图模板);其次根据现有的行业设计规范和设计标准编制零部件设计计算程序并确定其变型、变参空间;通过调用API函数编制数据接口和模型接口，提取产品设计参数并导入到参数化模型模板得到更新的三维模型;编制工程图调整程序;通过特征遍历和图纸信息遍历的方法统计工艺信息;最终将生成的产品数据文档自动检入到PDM电子仓库中，实现参数化文档管理。具体路线如图1所示。

1.2工艺信息统计工艺信息统计是以参数化技术、数据库技术为基础，以三维设计软件为平台，根据自动统计的思想，按照一定的规则编制统计算法，利用高级开发语言编写定额统计程序。针对金属结构类零部件的结构特点和加工工艺方法，需要定额统计的工艺信息包括:材料消耗工艺定额、钢板切割线长度、油漆表面积、焊接信息。编制上述统计内容的统计算法，主要包括以下几点:(1)材料消耗工艺定额的统计规则:相同材质并且相同板厚的板材汇总到一起;相同材质并且相同规格的型材汇总到一起;薄板、厚板、型材分别单独汇总，5mm以上为中厚板，5mm以下(含5mm)为薄板。(2)钢板切割线长度的统计规则:相同板厚的板材切割线长度汇总;相同板厚并且相同坡口类型的板材切割线长度汇总;相同板厚不同坡口类型的分别统计。(3)油漆表面积的统计规则:总面积(所有外表面积和内表面积之和);外表面积(直接暴露在阳光、粉尘、辐射等环境中的零部件表面);非封闭空间内表面积(不能被阳光和粉尘直接影响的空间内部表面);封闭空间内表面积(空气不能与外界流通的空间内部表面)。(4)焊接信息的统计规则:相同板厚并且相同坡口类型的板材焊接信息汇总;相同板厚不同坡口类型的分别统计。根据钢板厚度及切割线长度，分别统计焊缝类型、焊肉高度、焊缝长度、焊肉重量等信息。

1.3焊接特征焊接特征是产品焊接信息的载体，按照内在关系和结构特点归纳为结构特征、接头特征、坡口特征和焊缝特征［6］。包含焊接特征的零部件参数化建模需满足五点要求:完整表达焊接意图，支持标准，与几何实体相对应，提供正确性检验，显示焊接符号。

2工艺信息统计平台的搭建与实现

2.1工艺信息统计平台的体系结构

基于上述设计思想，结合桥式起重机产品的结构特点，利用面向对象的开发工具VisualBasic，以SolidWorks2010为设计平台，以MSAccess2007、SQLServer2000为数据库管理软件，依托PDMWorksWorkGroup管理平台搭建“客户端/服务器/工作站”(C/S/W)的体系结构，开发面向多用户的桥式起重机工艺信息统计平台。该平台总体框架模型如图2所示。面向多用户的桥式起重机工艺信息统计平台主要包括:结构设计、参数化设计、工艺信息统计、数据库管理四个功能模块。下面着重对工艺信息统计模块进行介绍。图2面向多用户的桥式起重机工艺信息统计平台框架模型

2.2工艺信息统计模块详解

2.2.1建立参数化模板参数化模板作为信息载体，集成了各种产品信息(包括设计过程信息、产品特征信息和客户需求信息等)，在创建参数化模板的过程中需要采用最大化原则，即尽可能多的考虑模型可能发生的变化，同时考虑采用配置设计时可能存在的各种配置组合，使模板的信息最全。采用草图装配技术完成设计对象的全息参数化建模，添加产品主模型的完备信息，包括几何特征、结构尺寸、自定义属性、经验知识。原始模板将要统计的工艺信息完全封装在对应的模型中，并具有完备的相关性，定制自定义属性模板，添加必要的自定义属性值，其值与模型变化一致。在此基础上，需要通过特征遍历和图纸注释信息遍历这两种方法，读取所需的工艺信息。

2.2．2特征遍历装配体环境下，按照由“部件-零件-特征”逐级遍历的思想，以零件为单位，以特征为最小统计单元。首先在每一个零件中，添加Weight(重量)、Material(材质)、PartNo(规格)、DrawingNo(图号)、PartName(名称)、标记(板厚)、TotalArea(表面积)、NonCut-lineLen(非开坡口切割线长度)、CutlineLen(开坡口切割线长度)、DivStyle(坡口类型)等必要的自定义属性值，同时要保证信息的一致性和准确性;其次通过焊缝特征遍历的方法读取相关焊接信息，并保存在表tb_Weldinfo中;再次定制材料明细表模板，读取零部件的自定义属性值，基于BOM表编制程序将其信息读到一个临时表tb_info中;最后根据上述编制的规则和算法将工艺信息统计汇总存于部件工艺信息表(如:tb_NAinfo)中。

2.2.3图纸注释信息遍历考虑三维模型的大小及操作的便宜性，焊接特征不在模型中表示出来，但是焊接符号必须要在工程图纸上标示出来，以传递加工工艺信息。工程图作为信息载体，逐一遍历各个工程图视图，获取View对象，通过它提供的GetWeldSymbol、GetName、GetField-Weld、GetStagger、GetContour、SetName、Set-FieldWeld、SetStagger、SetContour等属性和方法获取和设置焊接特征的焊接信息。

3实例应用

以某型号四梁四轨桥式起重机金属结构的端梁为例，简要说明机械产品参数化变型设计中工艺信息的统计方法。首先定制端梁参数化模板(三维模型和工程图)，添加自定义属性，表示焊接特性，如图3所示;其次以三维模型特征结构树中的特征成型顺序和零部件装配顺序为依据，创建工程图材料明细表，基于BOM表将工艺信息读到临时表tb_info中，再经过一定的规则运算将信息统计汇总到部件工艺信息表tb_NAinfo中，如图4所示;最后根据工程图图纸上焊接符号的表示含义，调用专用焊接信息统计模块，遍历各个视图上焊接符号读取焊缝类型、焊缝高度、焊缝长度、焊缝处数等信息，进而计算出焊缝重量，汇总结果存储在表tb_Weldinfo中。

4结束语

本文综合了参数化变型设计技术与工艺信息自动化统计的理论，基于C/S和B/S二者混合的网络模式，提出了面向多用户的参数化变型设计过程中工艺信息统计的两种方法。根据桥式起重机结构相似性的特点，以SolidWorks2010为三维设计平台，以关系型数据库SQLServer2000为数据管理软件，开发面向多用户的桥式起重机数字化设计平台，以完成零部件的参数设置、模型驱动、工程图优化以及工艺信息统计等工作，并获得完善的设计结果。应用表明，该技术的应用能够提高起重机产品的设计效率和设计质量达3倍以上，满足了企业快速响应市场的需求。