幾何產(chǎn)品智能公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法和可視化公差標(biāo)注系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明設(shè)及幾何產(chǎn)品制造領(lǐng)域，具體設(shè)及一種幾何產(chǎn)品智能公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法及 其可視化公差標(biāo)注系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002] 計(jì)算機(jī)輔助公差（CAT -Computer Aided Tolerance)技術(shù)是指在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè) 計(jì)、加工、裝配、檢測(cè)等過程中，利用計(jì)算機(jī)對(duì)幾何產(chǎn)品的尺寸、形位和表面形貌進(jìn)行公差規(guī) 范設(shè)計(jì)標(biāo)注、優(yōu)化和監(jiān)控，力圖用最低的成本設(shè)計(jì)并制造出滿足用戶幾何精度要求的產(chǎn)品。 在機(jī)械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、制造和計(jì)量過程中公差是必不可少的信息，設(shè)計(jì)過程中微小的公差變 化都會(huì)引起制造成本的上升或產(chǎn)品質(zhì)量的下降。同時(shí)CAT是實(shí)現(xiàn)CAD和CAM集成的核屯、技術(shù) 之一，并已成為影響設(shè)計(jì)、制造和計(jì)量信息集成的瓶頸環(huán)節(jié)。
[0003] 目前的公差設(shè)計(jì)可視化標(biāo)注軟件包主要包括CATIA 3D F^mctional Tolerancing and Anno化tion、VSA-GDT及TI/TOL 3D+，但是它們都是基于第一代GPS標(biāo)準(zhǔn)，W人工手工方 式來進(jìn)行公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注塊中的圖樣符號(hào)或數(shù)據(jù)的選擇或輸入，且它們大多數(shù)都只支持 最簡化公差規(guī)范設(shè)計(jì)的生成與可視化標(biāo)注。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種幾何產(chǎn)品智能公差規(guī)范設(shè)計(jì)方 法和可視化公差標(biāo)注系統(tǒng)，該幾何產(chǎn)品智能公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法和可視化公差標(biāo)注系統(tǒng)可W 很好地解決上述問題。
[000引為達(dá)到上述要求，本發(fā)明采取的技術(shù)方案是:提供一種幾何產(chǎn)品智能公差規(guī)范設(shè) 計(jì)方法，包括W下步驟： a、 將公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注分為多個(gè)具有不同完整度的知識(shí)層級(jí)，每個(gè)層級(jí)對(duì)應(yīng)產(chǎn)品生命 周期的一個(gè)階段； b、 從GPS標(biāo)準(zhǔn)體系提取出公差標(biāo)注信息，所述公差標(biāo)注信息塊需要依據(jù)不同的公差規(guī) 范設(shè)計(jì)完整度被安置在不同的層級(jí)上形成多層級(jí)公差知識(shí)模式，并將所述多層級(jí)公差知識(shí) 模式存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫中； C、根據(jù)所述多層級(jí)公差知識(shí)模式生成所述多個(gè)層級(jí)的公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注。
[0006]進(jìn)一步的，步驟C生成多個(gè)層級(jí)公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注的方法具體為： I、將用戶選擇的幾何特征的特征參量或輸入的功能需求描述轉(zhuǎn)換生成最簡化公差規(guī) 范設(shè)計(jì)標(biāo)注，即第一層級(jí)； Π 、根據(jù)所述最簡化公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注，推導(dǎo)生成標(biāo)注了缺省符號(hào)或操作數(shù)據(jù)的半完 整公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注，并生成半完整的公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注中操作算子和操作算子內(nèi)部相關(guān) 控制實(shí)體的詳細(xì)解釋，即第二層級(jí)； ΙΠ 、結(jié)合所述半完整公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注和輸入的約束項(xiàng)，推理生成與所述半完整公差 規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注最相匹配的制造過程與方法標(biāo)注，得到一個(gè)新的半完整公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注， 即第Ξ層級(jí)； 描、根據(jù)所述新的半完整公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注推理生成計(jì)量操作算子，最終生成完整的 公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注，即第四層級(jí)。
[0007] 進(jìn)一步的，操作算子包括幾何特征的分離、提取、過濾、結(jié)合、重構(gòu)、集成和評(píng)估。
[0008] 進(jìn)一步的，數(shù)據(jù)庫利用SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)搭建，包括幾何特征公差帶 表、功能公差關(guān)聯(lián)表、公差規(guī)范設(shè)計(jì)表、參數(shù)表、約束表、測(cè)量數(shù)據(jù)表、計(jì)量策略表。
[0009] 提供一種可視化公差標(biāo)注系統(tǒng)，包括： 主程序模塊，用于調(diào)用系統(tǒng)其他模塊的執(zhí)行，并提供與其他軟件連接的接口； 用戶界面模塊，用于生成用戶界面，提供輸入與選擇接口，設(shè)置約束條件W及輸出可視 化公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注塊； 多層級(jí)公差知識(shí)模式處理模塊，用于根據(jù)所處的產(chǎn)品生命周期來提取并生成相應(yīng)層級(jí) 的公差標(biāo)注信息； 數(shù)據(jù)庫訪問模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的GI^數(shù)據(jù)和信息的存??； 公差標(biāo)注生成模塊，對(duì)用戶輸入的公差標(biāo)注參量進(jìn)行整理和分析，結(jié)合新一代GI^公差 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)生成公差標(biāo)注符號(hào)或數(shù)據(jù)； 公差標(biāo)注修改模塊，提取出原來生成的公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注塊，結(jié)合用戶輸入的更改信 息對(duì)原來的標(biāo)注塊進(jìn)行修改，形成新的標(biāo)注塊。同時(shí)，提供約束關(guān)聯(lián)智能判斷機(jī)制，如果用 戶更改的內(nèi)容存在相互不相容或者與GI^標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不一致的地方，軟件將智能地給予提示； 公差標(biāo)注繪制模塊，用于計(jì)算標(biāo)注符號(hào)中各個(gè)符號(hào)元素或數(shù)據(jù)元素所占的空間，在用 戶界面或其它CAD軟件中的電子設(shè)計(jì)制圖上完成公差標(biāo)注塊的繪制。
[0010] 進(jìn)一步的，用戶界面模塊包括用戶進(jìn)行輸入或選擇標(biāo)注信息的公差標(biāo)注用戶界面 模塊和顯示標(biāo)注塊的公差標(biāo)注圖形界面模塊。
[0011] 該幾何產(chǎn)品智能公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法和可視化公差標(biāo)注系統(tǒng)具有的優(yōu)點(diǎn)如下： (1) 基于多層級(jí)GI^公差知識(shí)模式，可W將幾何產(chǎn)品的功能需求智能地轉(zhuǎn)化為GPS最簡 化公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注并為每一個(gè)最簡化標(biāo)注生成相匹配的完整公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注，徹底實(shí) 現(xiàn)了從"手動(dòng)查表輸入公差"到"自動(dòng)生成公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注"的飛躍，并為每一個(gè)完整公差 規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注提供了詳細(xì)的語義解釋和操作規(guī)范指導(dǎo)，大大方便了加工制造人員和計(jì)量人 員對(duì)公差圖樣標(biāo)注的理解與使用； (2) 提供了多個(gè)層級(jí)上擁有不同完整度的公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注，用戶可W根據(jù)需要?jiǎng)討B(tài) 地查看擁有不同完整度的公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注塊，解決了公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注的圖樣簡潔性與 公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注的不確定度之間的矛盾； (3) 提供了用戶修改標(biāo)注及其修改內(nèi)容的智能檢查機(jī)制，用戶可W通過菜單更改公差 規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注中的具體符號(hào)或操作數(shù)據(jù)，而系統(tǒng)可W動(dòng)態(tài)、實(shí)時(shí)地更新其顯示的相應(yīng)圖樣 標(biāo)注，確保了用戶的所見即所得，同時(shí)，如果用戶更改的內(nèi)容存在相互不相容或者與GPS標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)定不一致的地方，軟件將智能地給予提示； (4) 可W方便地嵌入其它CAD軟件進(jìn)行計(jì)算機(jī)輔助公差設(shè)計(jì)和相關(guān)知識(shí)的共享。
【附圖說明】
[0012] 此處所說明的附圖用來提供對(duì)本申請(qǐng)的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請(qǐng)的一部分，在運(yùn) 些附圖中使用相同的參考標(biāo)號(hào)來表示相同或相似的部分，本申請(qǐng)的示意性實(shí)施例及其說明 用于解釋本申請(qǐng)，并不構(gòu)成對(duì)本申請(qǐng)的不當(dāng)限定。在附圖中： 圖1為本發(fā)明方法的流程圖； 圖2為本發(fā)明多個(gè)層級(jí)公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注塊生成的知識(shí)推理過程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0013] 為使本申請(qǐng)的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點(diǎn)更加清楚，W下結(jié)合附圖及具體實(shí)施例，對(duì)本 申請(qǐng)作進(jìn)一步地詳細(xì)說明。
[0014] 在W下描述中，對(duì)"一個(gè)實(shí)施側(cè)'、"實(shí)施側(cè)V'一個(gè)示例"、"示側(cè)'等等的引用表明 如此描述的實(shí)施例或示例可W包括特定特征、結(jié)構(gòu)、特性、性質(zhì)、元素或限度，但并非每個(gè)實(shí) 施例或示例都必然包括特定特征、結(jié)構(gòu)、特性、性質(zhì)、元素或限度。另外，重復(fù)使用短語"根據(jù) 本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例"雖然有可能是指代相同實(shí)施例，但并非必然指代相同的實(shí)施例。
[0015] 為簡單起見，W下描述中省略了本領(lǐng)域技術(shù)人員公知的某些技術(shù)特征。
[0016] 根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，提供一種幾何產(chǎn)品智能公差規(guī)范設(shè)計(jì)方法，如圖1所 示，包括W下步驟： a、 將公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注分為多個(gè)具有不同完整度的知識(shí)層級(jí)，每個(gè)層級(jí)對(duì)應(yīng)產(chǎn)品生命 周期的一個(gè)階段； b、 從GPS標(biāo)準(zhǔn)體系提取出公差標(biāo)注信息，所述公差標(biāo)注信息塊需要依據(jù)不同的公差規(guī) 范設(shè)計(jì)完整度被安置在不同的層級(jí)上形成多層級(jí)公差知識(shí)模式，并將所述多層級(jí)公差知識(shí) 模式存儲(chǔ)至數(shù)據(jù)庫中； C、根據(jù)所述多層級(jí)公差知識(shí)模式生成所述多個(gè)層級(jí)的公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注。
[0017] 本發(fā)明設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于多層級(jí)知識(shí)細(xì)化原則的公差知識(shí)模式，它每一層級(jí) 都對(duì)應(yīng)著擁有不同完整度的公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注，最上層為最簡化的公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注，最 下層為最完整的公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注，任意兩層之間都有一個(gè)態(tài)射來定義并執(zhí)行知識(shí)細(xì)化原 則W確保任意上下兩層級(jí)之間知識(shí)的完整性和一致性。運(yùn)個(gè)多層級(jí)公差知識(shí)模式集成了 GPS形位公差、尺寸公差和表面形貌公差規(guī)范設(shè)計(jì)與計(jì)量認(rèn)證所需的全部知識(shí)，特別是一系 列封裝好的知識(shí)模糊推理規(guī)則，所W它包含了一系列結(jié)構(gòu)化的知識(shí)實(shí)體和它們之間關(guān)系態(tài) 射。運(yùn)些關(guān)系態(tài)射通過類型機(jī)制來定義它們所代表的實(shí)際語義及內(nèi)容，例如推理規(guī)則及其 語義，函數(shù)依賴及其定義等。運(yùn)些集成建模的知識(shí)實(shí)體、實(shí)體的屬性和關(guān)系態(tài)射都被依據(jù)不 同的公差規(guī)范設(shè)計(jì)完整度需要被安置在不同的模式層級(jí)上。
[0018] 根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，步驟C生成多個(gè)層級(jí)公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注的方法具體為： I、將用戶選擇的幾何特征的特征參量或輸入的功能需求描述轉(zhuǎn)換生成最簡化公差規(guī) 范設(shè)計(jì)標(biāo)注，即第一層級(jí)； Π 、根據(jù)所述最簡化公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注，推導(dǎo)生成標(biāo)注了缺省符號(hào)或操作數(shù)據(jù)的半完 整公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注，并生成半完整的公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注中操作算子和操作算子內(nèi)部相關(guān) 控制實(shí)體的詳細(xì)解釋，即第二層級(jí)； U!、結(jié)合所述半完整公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注和輸入的約束項(xiàng)，推理生成與所述半完整公差 規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注最相匹配的制造過程與方法標(biāo)注，得到一個(gè)新的半完整公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注， 即第Ξ層級(jí)； IV、根據(jù)所述新的半完整公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注推理生成計(jì)量操作算子，最終生成完整的 公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注，即第四層級(jí)。
[0019] 根據(jù)本中請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，操作算子包括幾何特征的分離、提取、過濾、結(jié)合、重 構(gòu)、集成和評(píng)估。
[0020] 根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，數(shù)據(jù)庫利用SQL Server 2000數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)搭建，包括幾 何特征公差帶表、功能公差關(guān)聯(lián)表、公差規(guī)范設(shè)計(jì)表、參數(shù)表、約束表、測(cè)量數(shù)據(jù)表、計(jì)量策 略表。
[0021] 根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，提供一種可視化公差標(biāo)注系統(tǒng)，包括： 主程序模塊，用于調(diào)用系統(tǒng)其他模塊的執(zhí)行，并提供與其他軟件連接的接口； 用戶界面模塊，用于生成用戶界面，提供輸入與選擇接口，設(shè)置約束條件W及輸出可視 化公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注塊； 多層級(jí)公差知識(shí)模式處理模塊，用于根據(jù)所處的產(chǎn)品生命周期來提取并生成相應(yīng)層級(jí) 的公差標(biāo)注信息； 數(shù)據(jù)庫訪問模塊，用于對(duì)數(shù)據(jù)庫存儲(chǔ)的GI^數(shù)據(jù)和信息的存??； 公差標(biāo)注生成模塊，對(duì)用戶輸入的公差標(biāo)注參量進(jìn)行整理和分析，結(jié)合新一代GI^公差 規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)生成公差標(biāo)注符號(hào)或數(shù)據(jù)； 公差標(biāo)注修改模塊，提取出原來生成的公差規(guī)范設(shè)計(jì)標(biāo)注塊，結(jié)合用戶輸入的更改信 息對(duì)原來的標(biāo)注塊進(jìn)行修改，形成新的標(biāo)注塊。同時(shí)，提供約束關(guān)聯(lián)智能判斷機(jī)制，如果用 戶更改的內(nèi)容存在相互不相容或者與GI^標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不一致的地方，軟件將智能地給予提示； 公差標(biāo)注繪制模塊，用于計(jì)算標(biāo)注符號(hào)中各個(gè)符號(hào)元素或數(shù)據(jù)元素所占的空間，在用 戶界面或其它CAD軟件中的電子設(shè)計(jì)制圖上完成公差標(biāo)注塊的繪制。
[0022] 根據(jù)本申請(qǐng)的一個(gè)實(shí)施例，用戶界面模塊包括用戶進(jìn)行輸入或選擇標(biāo)注信息的公