一種基于mbd的三維模型設(shè)計(jì)信息標(biāo)注系統(tǒng)及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于信息系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其涉及一種基于MBD的三維模型設(shè)計(jì)信息標(biāo)注系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]MBD是一種數(shù)字化的基于模型的定義(Model Based Def init1n)，充分彌合了三維模型直接用于制造的間隙，所起到的作用是三維數(shù)字化模型對(duì)產(chǎn)品數(shù)字化信息的相關(guān)表達(dá)。這項(xiàng)技術(shù)是波音公司在原技術(shù)的基礎(chǔ)上，又充分融合自己在研制飛機(jī)時(shí)的所使用的數(shù)字化制造技術(shù)，這才有了新一代數(shù)字化模型定義。從國內(nèi)來講，相關(guān)航空制造企業(yè)也開始慢慢關(guān)注MBD技術(shù)，將其技術(shù)進(jìn)一步的推進(jìn)。MBD技術(shù)的核心點(diǎn)是將所研制產(chǎn)品的各類信息，用全三維模型的方式表達(dá)出來，它的優(yōu)點(diǎn)在于能全面的定義三維模型中設(shè)計(jì)信息這些信息包括產(chǎn)品的尺寸，產(chǎn)品的公差和產(chǎn)品自身的工藝信息。
[0003]MBD技術(shù)是最新幾年才發(fā)展起來的技術(shù)，國內(nèi)外現(xiàn)在已經(jīng)有好多企業(yè)開始研究與應(yīng)用此技術(shù)，比如說波音公司等。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，機(jī)械制造產(chǎn)品的相關(guān)定義也慢慢朝著數(shù)字化的方向開始迅猛發(fā)展，這就使得MBD技術(shù)漸漸成為航空航天領(lǐng)域的中流砥柱?，F(xiàn)在，國內(nèi)外好多航空項(xiàng)目的研究和制造過程還是以傳統(tǒng)的二維圖紙為主，數(shù)字化的三維模型作為補(bǔ)充信息，這種方法的缺點(diǎn)是中間所有的數(shù)據(jù)信息在傳遞和存儲(chǔ)的過程中花費(fèi)比較高，還有就是所有信息的有效使用率低下，不過空中客車A320再設(shè)計(jì)中就采用比較新的設(shè)計(jì)方針，先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和信息管理技術(shù)，是一種創(chuàng)新型的單過道中短程的民用飛機(jī)。還有就是波首737—NX飛機(jī)，由美國波首公司生廣的，是民用飛機(jī)中最好的窄體飛機(jī)系列，它的特點(diǎn)在與飛機(jī)本身是一種中短程雙發(fā)噴氣式飛機(jī)。這兩種飛機(jī)的共同點(diǎn)是其所在的航空公司在設(shè)計(jì)研發(fā)和生產(chǎn)的過程中都使用了比較先進(jìn)的技術(shù)手段，那就是大范圍使用數(shù)字化的三維模型，而把紙質(zhì)的二維圖，作為補(bǔ)充信息的方法。但是由于其標(biāo)準(zhǔn)不全面不統(tǒng)一，所以航空航天公司還沒能達(dá)到單獨(dú)的使用全數(shù)字化三維模型定義，也就是所謂的MBD設(shè)計(jì)技術(shù)，這樣的過程一直持續(xù)到ASMEY14.41和BDS-600系列的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)制定以后，波音公司才在后續(xù)項(xiàng)目787項(xiàng)目中，完全使用了先進(jìn)的MBD設(shè)計(jì)技術(shù)。
[0004]MBD技術(shù)在產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)方面也是起到巨大作用的，可以使所研究產(chǎn)品的工藝路線，工藝信息全部實(shí)現(xiàn)三維模型數(shù)字化。下面主要說明有關(guān)MBD的工藝設(shè)計(jì)方面存在的問題，工藝設(shè)計(jì)作為生產(chǎn)重要的一部分也應(yīng)該的數(shù)字化的三維環(huán)境中全面應(yīng)用，這樣的全數(shù)字化三維工藝設(shè)計(jì)將大大提高產(chǎn)品的工藝設(shè)計(jì)能力，但是要全面的應(yīng)用MBD技術(shù)來進(jìn)行數(shù)字化的三維工藝設(shè)計(jì)，就必須將其底子打好，也就是說要有成熟的技術(shù)和需求的環(huán)境才能夠?qū)崿F(xiàn)其完整的工藝設(shè)計(jì)體系。基于MBD工藝設(shè)計(jì)體系主要包括三個(gè)層面，第一層就是將MBD工藝設(shè)計(jì)應(yīng)用，MBD工藝設(shè)計(jì)環(huán)境，MBD技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范等完整的輸入到PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)中，這個(gè)PDM產(chǎn)品數(shù)據(jù)管理也就是體系的第二層，然后再進(jìn)入第三層指導(dǎo)其他的制造活動(dòng)如廣品制造，廣品檢，工裝夾具設(shè)計(jì)，機(jī)床選擇等。
[0005]當(dāng)前我國MBD技術(shù)應(yīng)用中存在以下幾個(gè)方面的問題，首先講一下第一個(gè)問題，也是最大最重要的問題，就是標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一，這個(gè)問題也是第二章要重點(diǎn)講的內(nèi)容。目前各個(gè)領(lǐng)域各個(gè)企業(yè)所應(yīng)用的技術(shù)都是參照國際標(biāo)準(zhǔn)再相對(duì)的結(jié)合自己內(nèi)部的實(shí)際情況，研制出來的標(biāo)準(zhǔn)，各領(lǐng)域和各企業(yè)的標(biāo)準(zhǔn)都不統(tǒng)一，好多的航空航天單位都根據(jù)自己制造需求，開發(fā)自己的MBD應(yīng)用規(guī)范。由于上面種種原因，就造成了現(xiàn)在好多飛機(jī)制造廠出現(xiàn)了多MBD參考標(biāo)準(zhǔn)，造成了很多難解和重復(fù)性的問題，因?yàn)檫@個(gè)標(biāo)準(zhǔn)不統(tǒng)一的問題，使MBD技術(shù)無法快速的推廣，也很難樹立起整個(gè)MBD應(yīng)用體系。第二個(gè)重點(diǎn)問題是MBD技術(shù)數(shù)字化程度偏低，為什么會(huì)出現(xiàn)這種情況，那是因?yàn)楹枚嗥髽I(yè)或公司對(duì)MBD技術(shù)的理解，只是說把二維紙質(zhì)上的產(chǎn)品各方面信息，照模照樣搬到數(shù)字化的三維模型中，不能達(dá)到使其設(shè)計(jì)信息數(shù)字化程度變高。因?yàn)闆]有對(duì)零散的產(chǎn)品相關(guān)信息進(jìn)行歸納和整理，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)冗雜，實(shí)用性不強(qiáng)，這樣就使得后面對(duì)產(chǎn)品制造和加工的工人很難讀取必要的信息，造成產(chǎn)周期的加長，降低了生產(chǎn)效率。第三個(gè)重點(diǎn)問題是現(xiàn)階段應(yīng)用的能夠支持MBD數(shù)字化建模的方法不多，像CATIA等軟件，只是應(yīng)用了其本身最基本的功能，這些功能已經(jīng)比較落后了，不能滿足MBD技術(shù)的需求，要保證三維模型信息的準(zhǔn)確性與規(guī)范性。這是MBD技術(shù)比較高的要求，就要對(duì)其建立新的數(shù)據(jù)集，和相應(yīng)的信息管理系統(tǒng)，這些方面光單獨(dú)靠手工是很難完成的，所以必須借助一定的輔助工具，來提高M(jìn)BD的建模技術(shù)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種基于MBD的三維模型設(shè)計(jì)信息標(biāo)注系統(tǒng)及方法，旨在解決現(xiàn)有的技術(shù)并沒有形成成熟的技術(shù)和需求的環(huán)境，從而不能實(shí)現(xiàn)其完整的工藝設(shè)計(jì)體系，并且現(xiàn)有技術(shù)沒有對(duì)零散的產(chǎn)品相關(guān)信息進(jìn)行歸納和整理，就會(huì)出現(xiàn)數(shù)據(jù)冗雜，實(shí)用性不強(qiáng)，這樣就使得后面對(duì)產(chǎn)品制造和加工的工人很難讀取必要的信息，造成產(chǎn)周期的加長，降低生產(chǎn)效率的問題。
[0007]本發(fā)明是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種基于MBD的三維模型設(shè)計(jì)信息標(biāo)注系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:相關(guān)數(shù)據(jù)庫單元、基于MBD設(shè)計(jì)信息的制造單元、ODBC接口、UG軟件二次開發(fā)工具單元、標(biāo)注零件信息單元、零件信息查看單元、標(biāo)注特征信息單元、特征信息查看單元、標(biāo)注零件特征信息單元；
UG軟件二次開發(fā)工具單元與相關(guān)數(shù)據(jù)庫單元通過ODBC接口相連接，用于對(duì)設(shè)計(jì)信息進(jìn)行收集、整理、開發(fā)；
相關(guān)數(shù)據(jù)庫單元通過ODBC接口與基于MBD設(shè)計(jì)信息的制造單元相連接，用于為基于MBD設(shè)計(jì)信息的制造單元提供大量、可靠的數(shù)據(jù)；
基于MBD設(shè)計(jì)信息的制造單元與標(biāo)注零件信息單元相連接，用于為標(biāo)注零件信息單元提供可靠信息；
標(biāo)注零件信息單元與零件信息查看單元相連接，用于為零件信息查看單元提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；
零件信息查看單元與標(biāo)注特征信息單元相連接，用于為標(biāo)注特征信息單元提供查看特征信息依據(jù)；
標(biāo)注特征信息單元與特征信息查看單元相連接，便于標(biāo)注特征信息的查看；
特征信息查看單元與標(biāo)注零件特征信息單元相連接，得到標(biāo)注零件的具體信息特征； UG軟件二次開發(fā)工具單元包含了:UG/0pen Menu Script模塊、UG/Open UI Styler模塊、UG/Open GRIP 模塊、UG/Open GRIP NC 模塊、UG/Open C++模塊；
相關(guān)數(shù)據(jù)庫單元中包含軸類零件材料選擇數(shù)據(jù)庫模塊、軸類零件表面粗糙度數(shù)據(jù)庫模塊、臺(tái)肩的特征信息數(shù)據(jù)庫模塊、退刀槽的特征信息數(shù)據(jù)庫模塊、鍵槽的特征信息數(shù)據(jù)庫模塊、鍵槽的公差信息數(shù)據(jù)庫模塊、倒角的尺寸信息數(shù)據(jù)庫模塊、內(nèi)角倒角的最大值與外角倒圓的尺寸關(guān)系數(shù)據(jù)庫模塊、與軸直徑相應(yīng)的倒角C與倒圓角的值的數(shù)據(jù)庫模塊；
ODBC接口包括Windows開發(fā)環(huán)境單元，ODBC接口 PBODBn.Dll，ODBC驅(qū)動(dòng)管理程序單元0DBC32.dll, ODBC驅(qū)動(dòng)程序單元。
[0008]進(jìn)一步，設(shè)計(jì)MBD模型創(chuàng)建MBD模型第一層由制造工藝，三維注釋，設(shè)計(jì)模型，屬性，裝配工藝組成，第二層包括加工參數(shù)，幾何信息，和公差配合；
基于MBD設(shè)計(jì)信息的制造單元包括四層，分別是:狀態(tài)層，特征層，元素層，數(shù)據(jù)層。
[0009]一種基于MBD的三維模型設(shè)計(jì)信息標(biāo)注方法，包括:
步驟一、創(chuàng)建MBD三維模型，再結(jié)合要開發(fā)的標(biāo)注系統(tǒng)做出具體的開發(fā)流程；
步驟二、按照國家規(guī)范，將標(biāo)注系統(tǒng)所用到的設(shè)計(jì)信息標(biāo)注系統(tǒng)的標(biāo)注式樣整合，創(chuàng)建出MBD三維標(biāo)注系統(tǒng)的整體框架結(jié)構(gòu)，及個(gè)主功能模塊和其他功能模塊，最后給出整個(gè)標(biāo)注系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)方法；
步驟三、設(shè)計(jì)標(biāo)注系統(tǒng)的Access數(shù)據(jù)庫，把軸類零件相關(guān)的特征信息，都以數(shù)據(jù)庫的方式存儲(chǔ)起來，再通過ODBC接口，將數(shù)據(jù)庫和結(jié)合，通過C語言，將數(shù)據(jù)庫和UG軟件進(jìn)行無縫鏈接，把數(shù)據(jù)庫信息導(dǎo)入VisualC++6.0環(huán)境中，最后編譯鏈接成功；
步驟四、選擇標(biāo)注系統(tǒng)開發(fā)工具，根據(jù)相應(yīng)的開發(fā)工具給出具體的開發(fā)步驟和流程，然后創(chuàng)建用戶化菜單，建立軸類零件模型，設(shè)計(jì)對(duì)話框文件，設(shè)計(jì)開發(fā)程序；
步驟五、利用UG軟件的二次開發(fā)工具，在C語言環(huán)境下，設(shè)計(jì)標(biāo)注系統(tǒng)的菜單界面，包括一級(jí)菜單和二級(jí)菜單，然后設(shè)計(jì)標(biāo)注系統(tǒng)的用戶界面，包括要標(biāo)注的軸類零件各部分的特征信息。
[0010]本發(fā)明提供的基于MBD的三維模型設(shè)計(jì)信息標(biāo)注系統(tǒng)及方法，MBD技術(shù)對(duì)三維模型有著嚴(yán)格的規(guī)定，所制造研究的產(chǎn)品模型的信息必須是數(shù)字化的描述，模型上所有的信息都要和所制造的實(shí)物有密切的關(guān)系，一個(gè)技術(shù)的成熟度，就體現(xiàn)在它對(duì)其數(shù)據(jù)系統(tǒng)的管理方面。其次，在沒有二維圖紙的情況下，三維模型零件信息傳輸時(shí)，傳輸控制信息和產(chǎn)品信息，以理解和實(shí)現(xiàn)的方式，都是與計(jì)算機(jī)系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)的。根據(jù)MBD技術(shù)的關(guān)鍵