基于ACIS平台的新一代GPS应用系统研究

摘要

新一代产品几何量技术规范标准（GPS）是以计量数学为理论基础，利用不确定度的量化统计特性和经济杠杆调节作用，实现产品设计、制造和检测／认证全过程资源配置的优化；采用基于对偶性的非理想表面模型和共性“操作”技术，实现了产品几何特征规范值（公差值）确定和实际工件几何特征值（实际偏差值）认证的数字化统一；从根本上实现了对以几何学为基础的传统公差设计的变革。新一代GPS为制造业提供了一个表达更为准确和充分的信息交流平台，已经成为国际通用的重要基础标准之一，如何有效的贯彻和实施GPS标准是一个具有重要实际意义的研究问题。 本文在搜集和研究了大量相关文献资料的基础上，简要介绍了GPS标准的发展过程和目前标准研究工作的成果和进展，着重分析了新一代GPS标准的理论基础和标准体系，探讨和研究了GPS与CAX的关系，提出了一种广泛集成应用模式。在此基础上本文提出建立一个GPS应用系统将标准规范信息和CAD系统功能集成，达到在计算机上用GPS标准进行产品几何规范设计的目的。在进行了必要的系统需求分析的基础上，本文提出了GPS应用系统设计方案，从总体上分析了系统的框架结构、功能模块以及数据流程图，结合标准基础概念和理论对系统的功能模块进行了详细分析和设计。 在GPS恒定类特征的理论基础上，本文创新性地提出了基于GPS恒定类的特征建模方法，分析了恒定类特征与形位公差的对应关系，研究了基于恒定类特征建模的GPS数据结构；从数学角度分析了几何要素操作原理，着重研究了特征规范模型和认证模型的形成原理和算法。最后基于ACIS几何造型平台利用VC++6.0作为开发工具，开发了一个HDGPS应用验证系统，通过一个实例演示了圆度公差规范和认证过程。