面向并行设计的特征识别与模型重构方法
8页1、第15卷第8期 2003年8月计算机辅助设计与图形学学报 JOURNAL OF COMPUTER2AIDED DESIGN 修改稿收到日期: 20032032121 本课题得到国家自然科学基金(59635150)、 浙江省重大科技攻关项目(021101560)和浙江省自然科学基金(502017 ,501123)资助1 潘双夏,男,1963年生,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为设计方法学、CAD/ CAM、 工程机械、 优化设计学、 面向成本的设计等1 徐有忠,男,1974年生,博士,主要研究方向为优化设计、 并行设计、CAE等1 冯培恩,男,1943年生,博士,教授,博士生导师,主要研究方向为设计理论和方法学、 工程机械等1 姜少飞,男,1975年生,博士研究生,主要研究方向为CAD/ CAPP/ CAM集成、 降低成本的设计等1 段福斌,男,1974年生,硕士,讲师,主要研究方向为设计方法学、 优化设计、 面向产品全寿命周期的设计等1面向并行设计的特征识别与模型重构方法潘双夏1)徐有忠1)冯培恩1)姜少飞1)段福斌2)1)(浙江大学CAD 提出一种自动特征识别方法,对识别对象进
2、行分类;以截面复杂的回转体特征为例,着重表述了基于基面的特征识别算法;扼要介绍Pro/ E软件中的特征结构树,提出面向Pro/ E的特征信息三级提取策略与特征信息模型重构原则,并据此开发了DFX原型系统1关键词 特征识别;特征提取;模型重构;产品信息模型;DFX中图法分类号 TP391172Automatic Feature Recognition and Model Reconstruction for Concurrent DesignPan Shuangxia1)Xu Youzhong1)Feng Peien1)Jiang Shaofei1)Duan Fubin2)1)( State Key Laboratory of CADfeature extraction ; model reconstruction ; product information model ;design for X (DFX)1 引 言CAD , CAM , CAPP和DFX(Design2For2X)的集成是并行工程的支撑技术之一,实现数据共享与 数据交换是其关键1 围绕这个主题,学者们已经做 了大量工
3、作,提出了许多思想与方法1,主要包括:(1)特征识别或转换; (2)基于特征的设计; (3)基于 1995-2004 Tsinghua Tongfang Optical Disc Co., Ltd. All rights reserved.STEP的产品模型等1 特征识别的方法很多,按对象不同可分为两大 类:(1)基于工程图纸的方法,主要思路是由2D图 纸(包含正交三视图)构建3D特征模型2; (2)基于 实体模型的方法,主要有基于图形的识别法、 体分解法以及基于暗示的几何推理法等三大类方法31 但 这些方法局限于建立设计特征与加工特征之间的映 射,由此构建的产品模型不能直接用于DFX分析与 评价1 基于特征的设计要求有一个自定义的特征库,其建库的过程烦杂,而且还会带来损害设计工作灵 活性以及不能反映产品模型多视角特点等问题11 由于STEP技术还不成熟,模型之间数据交换时仍 有诸如参数表示、 约束以及特征信息等数据丢失现 象4,因此基于STEP的方法仍有待于进一步完善1本文提出了一种特征自动识别方法,可将产品 几何实体模型转换为统一的基于广义工程语义特征 的CAD模型,并进一步重构为
4、用于DFX分析与评 价的产品信息模型12 基于广义工程语义特征的产品模型211 产品模型之间的关系 当前通用的CAD软件以美国EDS公司的Uni2graphics(U G) ,PTC公司的Pro/ Engineer(Pro/ E)和法国达索公司的CATIA为代表,内核采用“CSG+B2rep +特征编码” 的混合表示1,不仅支持异地协 同设计,集成了一定的CAM与CAE功能,而且正 朝着与DFA (Design For Assembly)集成的方向发 展51针对这些CAD软件中CAD/ CAM集成能力有 限、 不能支持设计的全过程,尤其不能支持产品的概 念设计,不能完全满足CE(Concurrent Engineering) 的要求的缺陷,何小朝,潘双夏等开展了相关的研 究6271 另一方面,许多设计师仍习惯于把CAD系统作为几何建模工具来使用,建立的模型并不完善1 再者,每个设计师对于同一对象表达的过程不尽相 同,致使意图一致的设计模型往往包含的特征个数 和类型都有差异,以至于数据结构千差万别1 因此, 基于上述系统进行二次开发来辅助设计师方便地建立新的、 完整而统一的产品CAD模型
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