新一代GPS用于CAD特征建模的理论及应用研究

摘要

新一代产品几何技术规范GPS标准是为了促进当今现代制造业发展，在早期GPS基础上最新提出的标准体系。它以计量数学为基础，采用对偶原理，引入不确定度概念，集几何产品技术规范和计量认证为一体，可以很好地解决早期GPS体系存在的极限与配合、几何公差、表面特征与测量等领域标准的不协调问题，并且是基于现代信息技术环境的制造业中新一代基础标准体系。目前其标准还在制定和完善之中。 论文简要介绍了新一代产品几何技术规范GPS标准体系的发展过程，从特征技术的角度分析了新一代GPS的基础理论，阐述了其标准体系的特点、研究解决的重点问题和提出的最新理论。根据新一代GPS标准所涉及的多种技术，探讨了这一技术研究、应用的方向和前景，提出了在CAD特征建模中应用的具体思路。论文进一步从产品设计、生产、检验、管理几个方面分析了新一代GPS标准对产品生命周期中各个环节的信息环境所提出的要求，从CIMS为核心的先进制造技术出发，分别分析了CAD/CAPP/CAM、CAT、CAQ、PDM等技术所提供的产品信息流环境，指出了现有技术下信息流环境的不足，提出了借助于新一代GPS标准体系的应用改善产品信息环境，提高信息流利用的质量和效率的对策和方法。本文的研究有助于在机械制造业中提高人、技术和管理三要素的效能，促进与产品生命周期有关的信息流、物流和价值流有机集成和优化运行。 论文还重点分析了基于GPS的特征技术，探讨研究了特征的分类、操作、装配特征与GPS信息的关联等。为了进一步在CAD特征建模中实现GPS信息的描述，论文创新地提出了特征单元的概念和建立功能－特征映射的新方法，讨论了几何公差信息集成实现技术。并在深入分析平面度公差理论的基础上，在ACIS平台上实现了规范与认证的一致性比较，为今后规范表达产品设计、制造、检验所要求的统一公差信息以及新一代GPS在工程实践中的应用提供了有益的借鉴。

目录

文摘

英文文摘

第1章概论

1.1引言

1.2 GPS的发展概述

1.2.1 GPS的由来

1.2.2 GPS的范围、内容、基本原则及发展方向

1.2.3 GPS标准体系的研究现状

1.3本文的课题背景、研究内容以及研究的目的和意义

1.3.1课题背景

1.3.2课题内容

1.3.3研究的目的和意义

第2章新一代GPS标准体系简介

2.1产品几何技术规范的基本概念

2.1.1 GPS的基本概念及其公差语义

2.1.2特征中几何要索的类型

2.1.3特征的规范分类

2.2新一代GPS的四个基本标准类型

2.2.1基础GPS标准(Fundamental GPS standards)

2.2.2全局GPS标准(Global GPS standards)

2.2.3通用GPS标准(General GPS standards)

2.2.4补充GPS标准(Complementary GPS standards)

2.3新一代GPS中的一些新理论

2.4新一代GPS应用研究的探讨

2.5本章小结

第3章新一代GPS在工程信息环境中的实现目标

3.1新一代GPS为基础的设计实现目标

3.2新一代GPS为基础的检测实现目标

3.3新一代GPS为基础的经济实现目标

3.4新一代GPS为基础的管理实现目标

3.5本章小结

第4章 先进制造技术对新一代GPS的需求

4.1新一代GPS与CAD/CAPP/CAM的关系

4.2新一代GPS与CAT的关系

4.3新一代GPS与CAQ的关系

4.4新一代GPS与PDM的关系

4.5本章小结

第5章基于新一代GPS的CAD特征建模技术

5.1基于GPS的特征技术

5.1.1基于GPS的特征分类

5.1.2基于GPS的特征操作

5.1.3基于装配和GPS信息的特征技术

5.2 CAD特征建模中GPS信息描述的研究

5.2.1特征单元的提出

5.2.2几何公差信息的集成

5.2.3基于GPS的特征类的信息描述

5.3新一代GPS在特征建模中的应用举例

5.3.1平面度相关自由度变量的确定

5.3.2平面度一致性比较的举例

5.4本章小结

总结与展望

参考文献

致谢

附录A攻读学位期间所发表的学术论文目录