基于制造要素的零件设计平台开发

摘要

研究基于制造要素的零件设计平台，目的在于建立以制造要素为设计意图的表达方式，通过开发自有的三维设计界面，实现云制造服务模式下的制造资源服务，将产品模型的图形表达与工程信息、非工程信息紧密结合，协调设计和工艺的关系，补足云制造环境下设计平台以表格形式进行服务申请的单一模式。在此背景下，本文主要从以下几个方面进行了具体研究：
　　阐述了云制造环境下进行产品设计的设计意图信息表达方式，给出了制造要素的定义，综合分析了工艺关系与设计关系之间的映射，由工艺加工方法的不同，对制造要素进行分类，从制造要素设计过程的出发，研究了制造要素的组合关系。建立制造要素数据模型定义的描述方式，实现了制造要素数字化信息的模板化。
　　围绕以制造要素为建模单元和云制造模式的制造要素服务为核心，分析在本平台进行产品设计所需的功能要求及设计的工作流程，建立了零件设计平台的系统框架。为保证零件设计平台良好的整体运行性能，对平台的核心部分数据结构进行分块设计，针对数据结构的模块划分和运行功能，建立与之相匹配的数据类。
　　介绍了以 OpenGL为图层接口结合 MFC框架，搭建出软件图形开发环境，基于OpenGL的选择模式，结合制造要素唯一性的识别码命名方法，开发面元的识别算法。阐述了通过判断射线与模型表面相交的数量，实现对不同制造要素模型是否重叠的判别，引入OpenGL片段测试的方法来构建奇偶检验规则，并结合不同视觉角度下的模型渲染排序，建立特定的模型渲染序列，从而达到动态显示下模型的正确渲染。针对在不同渲染需求，构建出制造要素的渲染管理方式。
　　本着快速方便管理制造要素的原则，利用C++的标准数据容器类型，研究出了制造要素在变化时的管理方式。针对对产品整体的设计情况查看的需求以及具体对应制造要素的查看需求，开发相适应的设计树和制造要素树的拓扑显示算法。分析云制造环境下制造要素数据的接收与发送模式，开发相应的处理方法。
　　开发出设计端服务平台的主要功能界面，通过运行具体实例验证了平台运作的可行性。

目录

声明

第一章绪论

1.2国内外研究现状

1.3OpenGL介绍

1.4研究主要内容

第二章制造要素的建模

2.2工艺行为向设计意图的映射

2.3制造要素分类

2.4制造要素的组合方式

2.5定义框架

2.6本章小结

第三章 设计平台软件总体框架设计

3.1软件总体框架设计

3.2软件数据结构设计

3.3数据结构类设计

3.4本章小结

第四章制造要素的模型显示算法

4.2面元识别算法

4.3多制造要素的CSG模型算法

4.4模型显示管理算法

4.5本章小结

第五章制造要素模型数据的管理机制

5.2零件信息拓扑树

5.3制造要素信息拓扑树

5.4制造要素信息的发送与回馈信息的接收

5.5制造要素的存储和读取

5.6本章小结

第六章零件设计平台的实现及实例

6.1界面及其功能描述

6.2实例描述

结论

参考文献

致谢