零件信息的描述与输入

零件信息的描述与输入
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2015-3-6
1．零件分类编码描述法
在派生式、半创式CAFP系统中，常使用GT码描述零件。
信息通过GT多位码来抽象地表示零件的几何工艺特征，方法 较简单。但单靠GT码难以全面准确地表达零件全部特征。 尤其对于非回转体零件就更难以全面描述。对于尺寸公差、 形位公差、表面粗糙度等工艺特征的描述，使GT码码位大大 增加而复杂化。 工艺人员、生产人员较难记忆掌握和运用。而且零件的GT编 码，要靠人对零件图纸的识别分析来获得，不利于系统自动 获取零件信息，不利于CAD／CAM信息集成的实现。
4)由于是计算机辅助工艺过程设计，因此，信息描述系统(模块或软件)应考 虑计算机辅助设计（CAD）、计算机辅助制造(CAM)、计算机辅助检测 (CAT)等多方面的要求，以便能够信息共享。在计算机集成制造系统(CIMS) 和并行工程中，要遵守统一的数据交换标准(STEP)、产品数据管理(PDM)等 规定，使数据格式和数据管理统一起来，以便于信息集成和信息的并行处理 。（其特点是便于信息共享，便于信息 集成与并行处理）
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二、为什么要描述零件的信息?
输入零件信息是进行计算机辅助工艺过程设计(CAPP)的第 一步，CAPP也就是零件的工艺信息建模。 零件信息的描述与输入起着极为重要的作用，零件信息描述 是计算机辅助工艺过程设计的关键，其技术难度大、工作量 大，是影响整个工艺设计效率的重要因素。 零件信息描述的准确性、科学性和完整性将直接影响所设计 的工艺过程的质量、可靠性和效率。
③拓扑信息
反映三维形体中各几何元素的数量及其相互之间连接关系。< 零件上的点线面之间的关系 >
④控制信息
包括材料、热处理及辅助处理要求、生产批量、工艺装备等信 息。 < 机械制造的必备控制信息 >
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一、零件的信息
拓扑信息的详细论述
反映三维形体中各几何元素的数量及其相互之间 连接关系。
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三、零件信息描述的要求
1)信息描述要准确、完整，能够满足CAPP过程设计之所用，而不是指要描 述全部信息。(其特点是准确完整，满足CAPP) 2)信息描述要易于被计算机接受和处理，界面友好,使用方便,工效高,（其特 点是便于人机交互）
3)信息描述要易于被工程技术人员理解和掌握,便于被操作人员运用（其特 点是便于被大众所接受）
零 件 信 息
零件信息的描述与输入
零件的几何形状和尺寸，如表面形状、表面间的相互位置、尺 寸及其公差，表面粗糙度、形状精度、位置精度等信息。< 实 质上是工程图纸上的图形 >
②工艺信息
是指毛坯特征、零件材料、加工精度、表面粗糙度、热处理、 表面处理、配合和啮合关系等及相应的工艺技术要求。这些信 息都是制订工艺过程时必需的，又称之为非几何信息。 < 实质 上是工件的加工方法 >
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四、零件信息描述的内容
主要包括两个方面 :
一、几何信息 二、工艺信息
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四、零件信息描述的内容 几何信息的详细表述
指零件的几何形状和尺寸，如表面形状、表面间的相互位置、尺 寸及其公差，实际上是工程图纸上的图形。
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回转体零件信息描述方法
GT代码描述法 零件信息的简略表达，着重宏观描述而不涉及 细节，可用于派生式CAPP的分组、检索零件 组的复合工艺并派生出零件的工艺路线。
特征表面描述法 按一定顺序，逐一描述组成零件的各加工表面 的特征信息，尤其适合于不太复杂的回转体和 箱体等较为规则的零件。
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2．形面要素描述法
一个零件是由若干个基本的几何要素所组成，将这些几何要素 分为主要形面要素、次要形面要素和辅助形面要索。 主要形面要素是指外表面的主要要素(外圆面、外锥面、外螺纹、 外花键等外形特征)和内表面主要要素(主要孔、锥孔、内缎纹、 花键孔等内部持征)，由它们构造出零件的主要整体形状。 次要和辅助形面要素则包括退刀槽、直槽、径向孔、轴向孔、 倒角、圆角等,一般它们都依附于某一个主要形面要素，完成某 种特定功能或改善零件的加工工艺性能。这种输入方法虽然比 较繁琐、费时，但是它可以比较完善、准确地输入零件的图形 信息。
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5．直接与CAD系统相连
在CIMS环境下，CAPP系统中零件信息输入最为理想的途 径就是直接来自CAD系统内部的数据信息 。 目前STEP技术的实施被认为是实现CAD／CAPP／CAM 集成与并行的必要和前提条件。 STEP支持完整的产品模型数据，不仅包括如曲线、曲面、 实体、形状特征等在内的几何信息，还包括许多非几何信 息，如公差、材料和表面粗糙度信息等，它包括产品整个 生命周期(设计、制造、质量控制、检测、维护等)所需要 的全部信息。
拓扑关系允许三维 实体随意地伸张扭 曲，两个形状和大 小不一样的实体的 拓扑关系可能是等 价的。
拓扑特性等价的立方体和圆柱体
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一、零件的信息
各信息之间的相关性
只用几何信息表示物 体并不充分，常会出 现物体表示的二义性 （二重性）。
所以说，几何信息必须与拓扑信息同时给出 。拓扑信息不 同，即使几何信息相同，最终构造的实体可能完全不同 。 五个顶点用两种不同方式连接，表达两种不同的理解。
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3．专用语言描述法
采用类似自然语言方法描述零件的形状、 尺寸等几何与工艺信息。这种方法依赖于 语言的表达能力，比较麻烦且不易表述清 楚，同时工艺设计系统也不易处理。
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4．知识表示法
在人工智能领域（AI），信息就是一种知识表示，因而可用 人工智能中的知识表示方法来描述零件信息甚至整个产品的 信息。 随着知识工程的发展，零件信息描述采用了知识表示方法， 如框架表示法、产生式规则表示法、谓词逻辑表示法等。 零件信息描述采用知识表示，为整个系统的智能化提供了良 好的前提和基础 。
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二、为什么要描述零件的信息?
①区分待加工表面类型并能包括完 整的尺寸参数、材料和精度等特 征信息；
目 的
②表达清楚各待加工表面之间的空 间关系； ③有一个好的数据结构；
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三、零件信息描述的要求
零件信息描述的准确性、科学性和 完整性将直接影响所编制工艺的质 量、可靠性和效率，因此，零件的 信息描述应满足以下要求：
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五、零件信息描述方法
人们在开发CAPP系统时，针对不同的零件和应用环境,提 出了很多的零件信息描述与输入方法，国内外常见的信息描 述方法有：
Ⅰ分类编码描述法； Ⅱ形面要素描述法； Ⅲ专用语言描述法； Ⅳ知识表示法（框架描述、图论描述、产生 式规则表示法、谓词逻辑表示法）； Ⅴ利用CAD输出结果；
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形状特征描述法实例
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六、零件信息的输入
CAPP系统输入信息的详尽程度与具体CAPP系统的要求有关。 对于检索式CAPP系统，一般只要求检索出某零件族的复合工艺， 然后交互式对其进行修改，所以只需要输入零件的GT代码即可， GT代码通常只能定性的描述一个零件，所以用GT代码描述零件 是一种简略方式。 对于功能齐全的半创成式或创成式系统，因为要按决策规则生成 加工路线和加工顺序,选择机床、刀具和切削参数,并生成工序图 等,所以需要详细的待加工表面制造特征信息。 为了将制造信息有效的加以描述并输入CAPP系统,就需要运用我 们前面说的几种描述方法。如:适合回转体零件的特征形面描述法、 适合箱体类零件的按各个方位面进行描述的方法，方位特征描述 法等
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箱体零件信息的描述方法 方位特征描述法
以零件各个方位作为基本描述单元。 把零件分解成十个方位，每个方位形成一个“子零件”， 每个“子零件”都有待加工编码的制造特征数据。
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形状特征描述法实例
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四、零件信息描述的内容
工艺信息
指毛坯特征、零件材料、加工精度、表面粗糙度、热处理、表 面处理、配合和啮合关系等及相应的技术要求，这些信息都是 制订工艺过程时必需的，又称之为非几何信息。
在计算机辅助工艺过程设计时,只有几何信息和工艺信息同时具备,才能进行 编程控制工作。通常，计算机辅助设计只提供零件的几何信息 ,还必须加上 工艺信息,才能进行工艺过程设计。在理想的计算机集成制造系统中,从计算 机辅助设计来的信息包含了零件几何信息和工艺信息，则可直接进行工艺设 计，但在目前还是一个尚未妥善解决的难题。 此外,由于工艺设计与生产规模、生产条件有密切关系,零件信息描述中,尚应 有每一产品中该零件的件数、生产批量等生产管理信息 。
零件信息的描述与输入
报告人：王洪乐 报告小组成员：王洪乐 林涛
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目录
一、零件的信息都有哪些？ 二、为什么要描述零件的信息？ 三、描述零件信息的要求有哪些？ 四、零件信息描述的内容 五、零件信息的描述方法 六、零件信息的输入
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①几何形状信息
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二、为什么要描述零件的信息?
工艺设计的首要任务： 如何读懂零件图，获取零件信息。 CAPP的首要问题： 如何组织和描述零件信息，让计算机也能 “读懂”零件图。 如何对零件信息进行描述： 建立合理的数据结构或零件模型。
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几何信息是零件信息中的最基本信息，对一些简单形状零件可以从 零件的三维整体形状进行描述。对于复杂形状的零件，则可将其分解为 若干形体，对每个形体的整体形状进行描述，并描述各个形体之间的位 置关系；也可将复杂形状的零件分解为若干组成型面,对每个型面进行描 述，同时描述各型面之间的位置关系，即可得到零件的整体几何形状和 尺寸。在此基础上，描述尺寸公差和形状位置公差。由于零件的种类繁 多、形状各异，为了便于零件几何形状的描述，常用成组技术（GT）的 相似性原理，将零件分为若干类，通常分为回转体零件和非回转体零件 以及钣金等三大类。