8.2 产品定义数据模型cadcam

8 2产品定义数据模型 8 2 1零件信息模型8 2 2产品信息模型 产品数据模型 产品数据 PD ProductionData 是指产品生命周期内所有阶段有关产品的数据总和 即为全面定义一个零部件或构件所需要的几何 拓扑 公差 性能和属性等数据 它包括 产品几何描述 产品形状特征 尺寸公差 形位公差及其关联 表面处理 材料 说明 产品控制信息 以及其它 如加工 装配工艺等 集成产品数据模型可定义为与产品有关的所有信息构成的逻辑单元 它不仅包括产品的生命周期内有关的全部信息 而且在结构上还能清楚地表达这些信息的关联 因此研究集成产品数据模型 就是研究产品在其生命周期内各个阶段所需信息的内容以及不同阶段之间这些信息的相互约束关系 1 零件信息模型的总体结构 作为完整表达产品信息的零件信息模型应能表达各类特征信息 包括管理特征信息 形状特征信息 精度特征信息 材料热处理特征信息和技术特征信息等 基于特征的零件信息模型总体结构如图所示 主要反映零件的总体信息 包含各类特征信息及其相互间关系 记录了零件的几何 拓扑信息 基础 核心 2 零件信息模型的数据结构 基于特征的零件信息模型是由各类不同的特征组成 其数据结构也由各类特征的数据结构来体现 1 管理特征数据结构 2 形状特征数据结构 3 精度特征的数据结构 4 材料热处理特征的数据结构 5 技术持征的数据结构 1 管理特征数据结构 管理特征主要描述零件的总体信息和标题栏信息 如零件名 零件类型 GT码 零件的轮廓尺寸 最大直径 最大长度 重量 件数材料名 设计者 设计日期等 其数据结构如图所示 E 枚举数据类型I 整型数据类型S一字符数据类型 2 形状特征数据结构 形状特征的信息内容包括如下几部分 几何属性用来描述形状特征的公称几何体 包括形状特征本身的几何尺寸即定形尺寸以及形状特征的定位坐标和定位基准 精度属性是指几何形体的尺寸公差 形状公差 位置公差和表面粗糙度 材料热处理属性是指形状特征上具有某些特殊的热处理要求 如某一表面的局部热处理要求 关系属性是指形状特征之间的联系 是邻接关系还是从属关系 形状特征与精度特征 材料热处理特征之间是相互引用关系 形状特征的数据结构 3 精度特征的数据结构 精度特征的信息内容大致分为下列三部分 精度规范信息 包括公差类别 精度等级 公差值和表面粗糙度 尺寸公差包括公差值 上偏差 下偏差 公差等级 基本偏差代号等 实体状态信息 是指最大实体状态和最小实体状态 基准信息 对于相互关联的几何实体 则必须具有基准信息 如图为精度特征的数据结构 定形尺寸与公差的数据结构 定位尺寸与公差的数据结构 形状公差的数据结构 位置公差的数据结构 表面粗糙度的数据结构 4 材料热处理特征的数据结构 包括材料信息和热处理信息 其中材料信息有材料名称 牌号和机械性能等参数 热处理信息有热处理方式 硬度单位和硬度值的上 下限等 材料热处理特征的数据结构如图所示 技术持征的数据结构技术特征的信息包括零件的技术要求和特性表等 这些信息没有固定的格式和内容 因而很难用统一的模型来描述 5 技术持征的数据结构 3 基于特征的零件信息模型的应用举例 基于特征的零件信息模型数据结构 续上图 二 产品信息模型产品制造过程是将原材料转变为成品的过程 零件信息模型仅限于单个零件的几何信息和工艺信息 而不能反映整个产品的结构组成 各组成零件或部件之间的装配关系 相互间的约束 以及产品的装配工艺信息等 这就要求更高层次的产品信息模型进行描述 所谓产品信息模型是指产品从毛坯到成品的整个设计和制造过程所需要的信息总和 它是由产品结构信息模型和产品工艺信息模型组合而成的复合模型 二 产品工艺信息模型 一 产品结构信息模型 产品结构信息模型是描述产品的结构组成以及各组成元素相互关系的信息总和 如图所示 构成产品的组成元素包括部件 组件和零件 部件的父件是产品 其子件可以是组件也可以是零件 需要有装配工艺完成其装配工作 组件的父件是部件也可以是组件 其子件可以是组件也可以是零件 组件在进行装配以后 还可能需要进行机械加工 零件的父件是组件 无子件 不需要进行装配而仅需进行诸如毛坯铸造 机械加工 热处理 冷冲压等机械加工 一 产品结构信息模型 1 产品结构信息组成 工程图形信息 产品 部件 组件对应的装配图 零件对应的零件图 基本属性信息 描述了产品 部件 组件及零件的图号 名称 规格 来源 自制件 标准件 外协件 外购件等 重量 数量 计量单位等 装配信息 用以描述产品与部件 部件与组件 组件与零件之间的装配结构关系 产品结构信息模型可以用产品明细表BOM进行描述 其结构为 零部件代码零部件基本信息 图号 材料 来源等 父件代码其中零部件代码是根据 父件代码 字段和MIS系统的需求实现自动编码的 工程图可按工程图样档案的管理方法以TIFF DXF DWG格式加以存储 2 产品结构的自动编码及可视化处理 对产品结构进行自动编码将有利于CAPP MIS等系统对产品制造和管理过程中产品层次及装配工艺信息进行识别和操作 其自动编码流程如图所示 因数字码结构简单 使用方便 容易排序并易于推广 故一般采用层次数字码来描述树形产品结构 具体的产品结构码中 应包含产品代号 零件在产品结构中的位置 零件来源等 产品结构码的编码规则 其中 每一位均采用数字表示 范围0 9 第1 2位表示产品 对于产品品种较多的企业或系统来说 可以多考虑几位 第3位表示部件 对于产品较复杂 有较多部件组成的情况来说 可以多考虑几位 第4 5 6位分别表示第1 2 3组件层上的组件 这里只考虑最多可出现三层组件 可根据情况扩充 第7位表示零件 第8位表示零件来源 把以上所述的编码规则描述为一系列的逻辑关系 从而实现产品结构的自动编码 产品代码 部件代码 组件代码1 组件代码2 零件来源 零件代码 组件代码3 产品结构的可视化处理是利用计算机对产品结构码进行分析 再现产品结构树的处理过程 从而可以使用户直观 方