[发明专利]一种基于视图的三维MBD工序模型组织及表达方法

说明书

本发明公开一种基于视图的三维MBD工序模型组织及表达方法，以便在协同三维制造的背景下，实现产品设计制造的统一数据源，提供直观的三维可视化工艺设计环境，科学地管理产品的三维MBD工序模型，清晰表达产品加工制造所需的各类工艺信息。

技术领域

本发明属于三维数字化工艺设计领域，涉及一种产品三维MBD(Mode-BasedDefinition，基于模型的定义)工序模型的组织与存储方式，以及对应工序模型上工艺信息的表达方法。尤其是在协同制造背景下，该方法可用于科学地管理产品三维MBD工序模型及地表达各道工序模型上所包含的工艺信息，提供直观的三维可视化工艺设计环境，同时产生的工序模型可直接用于后续集成环境下的数控编程。

背景技术

三维CAD技术经过多年的推广和应用，已广泛应用于机械制造等行业。为了更直观地表达产品设计与制造信息等相关内容，基于MBD的数字化定义技术应运而生，其目的在于维护统一的数据源信息，构建产品设计与制造之间的信息集成链路，服务于产品全生命周期的各个阶段。工序模型作为连接设计与制造之间的中间纽带，是实现工艺设计和制造环节无缝集成的关键要素，因而在工序模型上必然存储着大量的设计与制造相关信息，且由于通常产品生产工序较多，工序模型数量较大，影响使用效率。如何在保证工序模型所承载的工艺信息完整且表达的前提下，最大限度地减少工序模型数量，提高工艺设计效率，成为三维辅助工艺设计过程中亟待解决的问题。目前，对工序模型的组织和其上工艺信息表达的研究大致如下：

(1)结合工序模型正/逆序生成过程的工序模型组织方法：中国专利“一种基于正序逆序结合的三维工序模型生成方法”(专利申请号：CN201410352581.5)阐述了一种适应于设计制造集成环境下工序模型生成的方法，但其在工序模型的组织过程中，会产生大量的工序或工步模型文件，对于制造工序较多的产品，其需生成较多的工序模型。中国专利“基于图层的产品多加工工序MBD模型及实现方法”(专利申请号：CN201510659248.3)阐述了利用三维CAD软件中使用图层分类功能对工序模型进行组织与管理的方法，但其在工序模型组织过程中需按工艺过程，逆序依次建立单独的工序模型，之后再依序批量导入主模型下各图层中，过程繁复，较难控制各道工序模型之间的链接关系，仍需存储较多数目的模型文件。

(2)利用XML和数据库等过程数据存储工具来组织三维工艺信息的表达：《基于轻量化模型的CAD/CAPP系统集成技术研究》一文(计算机集成制造系统，2010，03)中提及用XML形式来对过程数据进行存储，该方法数据组织形式多样，开放性工艺信息表达能力较强。然而，灵活的信息表达方式背后，其存储的工艺信息和对应的工序模型未关联，即在工序模型上无法可视化表达工艺信息，需依赖额外的文件；《基于Pro/E的三维机加工工艺设计方法研究》(机械制造，2015，09)中提及基于对工艺数据库的设计来组织三维工艺信息，依照工艺规程结构树次序，将工艺信息按层次存储到数据库中。为实现制造信息在工序模型上的可视化表达，工序模型生成时可将三维建模软件生成的MBD工艺模型逐步转换成面向加工过程的ProductView轻量化中性格式文件，包含必要的可视化注释信息。此方式虽能集中管理工序模型上承载的工艺信息，可视化查看工艺信息，但增加了数据库维护工作，MBD信息亦没能贯穿始终，制造集成性仍可提高。

发明内容

针对现有三维MBD工序模型组织和表达方法研究中存在的工序模型较多、组织过程繁复、三维工艺信息可视化表达能力弱及制造集成性差等问题，本发明提出一种基于视图的三维MBD工序模型组织方式和表达方法，解决目前在三维数字化工艺设计中工序模型数目多，影响三维工艺设计系统运行效率及工序模型上三维工艺信息表达不的问题。

为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：

一种基于视图的三维MBD工序模型组织及表达方法，具有以下步骤：

步骤一：从三维工艺设计系统(如西门子的Teamcenter)中读入产品工艺规程结构树，以工艺规程结构树构建产品工序组织结构树，将工艺信息保存于工序组织结构树中的对应工序节点中，并保持同步映射至相应的工艺规程树对应节点；