基于三维CAD的复杂零件测量信息生成与获取关键技术研究

摘要

随着计算机辅助设计(Computer Aided Design，CAD)技术的发展，零件三坐标测量所需的检测信息获取，逐渐由零件模型的二维表示向三维环境发展，但通常需要通过IGES(Initial Graphics Exchange Specification，初始图形交换规范)、STEP(Standardfor the Exchange of Product Model Data，产品模型数据交换标准)等CAD中性文件获取，或针对采用三维标注的零件三维模型通过特征识别与公差匹配技术获取，相关检测信息获取均存在零件测量信息定义方式各异、数据传递易丢失、信息获取过程复杂等问题。基于模型定义(Model Based Definition，MBD)的零件定义和表示方法，代表了CAD技术的最新发展，提供了三维环境下零件测量信息的完备表示，使得零件信息获取更加直观与便捷。
　　 基于三维CAD复杂零件测量信息的生成与获取关键技术研究，来源于国家自然科学基金面上项目“复杂零件的测量信息生成与获取机制及其智能三坐标测量关键技术研究”，课题编号:51075119。论文的主要工作包括以下几个方面:
　　 (1)针对基于传统的CAD技术定义的零件模型，在检测信息获取中存在的问题，明确提出以零件MBD模型作为检测信息获取对象，并且依据MBD的建模规范以及测量软件的测量要求，分析确定零件MBD数据集中检测信息的构成。
　　 (2)依据MBD数据集中相关信息的显性和隐性表示，基于公差标注进行关联几何信息的定义，以公差项目、关联几何特征与模型基准/坐标系作为测量信息构成元素并定义其关联关系，建立基于零件MBD数据集的测量信息表示模型。
　　 (3)基于MBD数据集中测量信息的构成及其表示模型，确定零件检测信息识别和提取流程。
　　 (4)针对Pro/E环境下构建的零件MBD模型，应用Pro/TOOLKIT二次开发工具，以Visual C++2008为开发平台，进行检测信息的获取。
　　 (5)将获取的检测信息存储到相应的数据库列表数据中，作为三坐标测量机检测规划的数据基础。
　　 论文在零件检测信息获取技术研究中，通过将零件MBD模型作为检测信息获取对象，实现了全三维环境下零件三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine，CMM)测量所需检测信息的识别和获取，探讨了CAD/CMM技术集成的一种新的实现途径。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 引言

1．2 课题研究的目的与意义

1．3 基于传统CAD技术的零件检测信息获取

1．3．1 国外研究现状

1．3．2 国内研究现状

1．4 课题来源及主要研究内容

1．4．1 课题来源

1．4．2 主要研究内容

1．5 本课题的章节安排和组织结构

第2章 零件测量信息获取技术与MBD技术

2．1 智能三坐标测量机的组成

2．2 智能三坐标测量机系统中的关键技术构成

2．3 零件检测信息获取技术

2．4 全三维数字化环境下的检测信息识别与获取

2．4．1 MBD技术的提出

2．4．2 MBD技术内涵

2．4．3 MBD技术应用

2．4．4 基于MBD的检测信息识别与获取

2．5 本章小结

第3章 MBD数据集及其检测信息的构成

3．1 MBD数据集

3．2 零件MBD模型的结构层次与表示形式

3．2．1 零件MBD模型的结构

3．2．2 MBD数据集的规范要求

3．3 零件MBD模型检测信息的构成

3．4 MBD模型检测信息关联关系

3．4．1 测量信息的显性与隐性表示

3．4．2 测量信息构成元素与关联关系定义

3．4．3 测量信息关联关系

3．5 基于MBD的零件测量信息表示模型

3．5．1 信息表示模型

3．5．2 公差信息模型

3．5．3 零件MBD模型

3．6 本章小结

第4章 系统开发工具简介

4．1 ．NET开发环境Visual studio简介

4．2 Pro／E软件简介

4．3 Pro／ENGINEER二次开发技术——Pro／TOOLKIT简介

4．4 Pro／TOOLKIT开发的基本要求

4．5 Pro／TOOLKIT应用程序开发简介

4．5．1 Pro／TOOLKIT应用程序的工作模式

4．5．2 Pro／TOOLKIT应用程序开发方法

4．5．3 Pro／TOOLKIT应用程序开发环境配置

4．6 数据库开发工具简介

4．7 本章小结

第5章 基于Pro／TOOLKIT的零件检测信息获取系统的开发与实现

5．1 系统总体设计

5．2 系统应用程序设计

5．3 零件MBD模型检测信息的识别与获取

5．3．1 MBD模型检测信息的识别与获取流程

5．3．2 尺寸公差信息的获取

5．3．3 几何公差信息的获取

5．3．4 依附特征信息的获取

5．4 检测信息的存储及使用

5．5 应用实例研究

5．6 本章小结

结论

参考文献

攻读硕士学位期间所发表的论文

致谢