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1、!机床与液压∀2001No383基于装配的产品信息模型研究122陈廉清,徐静,董雁(1.宁波高等专科学校,315016,2.淅江海洋学院)摘要:本文提出了一种基于装配信息的产品概念设计建模方法。该模型采用了面向对象技术,将概念设计中的物理元素及其它实体用对象表达,通过对象间关系的建立来描述产口的装配信息。为了适应设计过程中频繁修改装配模型,用基本类构成装配模型的结点,用散列表生成结点的索引项,并利用实例推理技术,实现实例对象的快速查询。关键词:概念设计;装配模型;实例推理技术0引言间通过运动副相连接
2、,组成了机构和机器。在概念设产品设计过程是将产品市场需求映射成产品功能计阶段、零件、构件和运动副可以用抽象的符号表示,要求,并将功能要求转化成能实现该功能要求的产品通过对象定义和对象间关系的建立,就可以建立概念几何结构的过程,支持产品设计全过程的CAD系统的设计产品信息模型,概念设计对象模型如图1。图中必要条件之一是系统提供产品几何结构的过程,支持菱形表示组合关系的结尾,数字表示对相关对象的限产品设计全过程的CAD系统的必要条件之一是系统提制。供产品功能建模的方法,使得设计者能表达产品的功对象是一个实体,它包括
3、数据结构及其行为,对能要求,并在设计过程中能维持和保证产品的功能要象表达的基本特征有:抽象、继承、多态和封装。面求。向对象技术为概念设计提供了所需的柔性建模方法,传统的CAD系统对设计过程的支持建立在几何建设计中的物理元素包括构件、零件、运动副、机构及模的基础上,即在程序中某个模型的定义是从几何形其参数可以用对象及其属性表示。状开始,CAD系统用来操作几何图形,可以精确定义点、线、圆弧等,直至完全定义所设计的几何形状。在CAD系统上开发的有限几何信息并不足以驱动其余的产品加工过程,如工艺规划和材料需求规划(MR
4、P)。实际上,这并不是设计在形状、尺寸和图1概念设计对象模型部件关系上做出选择而仅仅是把从某处得来的设实体是父类,包括对所有子类都是共同的域,但计进行记录。并不代表真实世界的任何实体,因此它是一个抽象类,具有参数化功能的CAD系统,设计者可以根据自机构、构件、零件、运动副等被定义为它的派生类。己的意图方便地画出设计草图,系统自动生成精确图每个子类包括一个私有部分,带有与其它子类相区别形。参数化技术对于提高设计效率,特别是对于提高的数据。改进型产品的设计效率起到了良好作用。然而,具有构件是由若干零件
5、组成的,所以构件类定义为零参数化功能CAD系统仍然建立在几何建模技术的基础件类的聚集,是由若干零件对象组成的一个装配类。上,无法表达产品的功能与结构。即只能部分支持概在概念设计阶段,零件与零件之间的装配关系可以用念设计,准确地说只能支持概念设计的后期而不能支装配点和装配类型表示。为了统一描述零件与零件之持概念设计的全过程。间的装配关系,我们引入刚性运动副概念,这样零件因此,继特征技术、参数化设计后,有必要探索与零件之间的装配关系均可用装配点和运动副来描述。和研究适合概念设计需要的CAD模型。本文提出了一一般在一
6、个装配点上联结二个零件,所以运动副种产品概念设计的知识模型,该模型采用面向对象和与装配点是一对一关联。这样通过运动副类可以描述实例推理技术,将概念设计中的物理元素及其它实体二个零件之间装配定位关系和运动约束关系。对于联用对象表达,并由这些对象构成装配模型。为了适应结二个以上零件之间装配点(如复合铰链)可以通过设计过程中频繁地对装配模型进行修改,用基本类构生成新的装配点,将其转化为联结二个零件的情形。成装配模型的结点,用散列表生成结点的索引项,并运动副类除了描述二个零件之间装配定位关系和运动利用实例推理技术,实现
7、实例对象的快速查询。约束关系之外,还可以描述驱动副的运动及动力参1建模数、零件与零件之间的装配类型,如齿轮与轴的装配任何产品从制造的观点看是由若干零件组成的,关系类型可以是过盈配合、花键或平键连接等。而从运动的观点看则是由构件组成的,构件与构件之机构由运动副和构件组成,如果以点表示构件,作者介绍:陈廉清,男,36岁,副教授,宁波高等专科学校机械工程系副主任,主要从事CAD/CAPP/CAM/的研究。发表论文10余篇。电话:0574-7154238(O)7246505(H)。E-mail:clq@mail.n
8、bc.net.cn。84!机床与液压∀2001No3以边表示运动副,则一个机构可以用一个图来表示其中有一个对象被删除则删除运动副对象,而装配点对构件与运动副的联结关系。这样固然可以比较全面描象还要判断该点是否为另一个零件的定义点,如果是述机构的拓扑关系,但模型则不删除。的维护和求解比较困难。我机构对象:当任一相关运动副对象被删除时删除。们知道机构类型是由组成该对象删除操作的具体算法
