零件信息的描述与输入

1、零件信息的描述与输入2021-11-23报告人：王洪乐报告小组成员：王洪乐 林涛 零件信息的描述与输入零件信息的描述与输入2021-11-23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、零件信息的输入零件信息的描述与输入2021-11-233/共24页零件信息几何形状信息 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。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

2、过程时必需的，又称之为非几何信息。 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。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。 零件信息的描述与输入2021-11-234/共24页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。 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拓扑特性等价的立方体和圆柱体一、零件的信息零件信息的描述与输入2021-11-235/共24页所以说，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

3、同 。五个顶点用两种不同方式连接，表达两种不同的理解。 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）。一、零件的信息各信息之间的相关性零件信息的描述与输入2021-11-236/共24页二、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。零件信息的描述与输入2021-11-

4、237/共24页工艺设计的首要任务：工艺设计的首要任务： 如何读懂零件图，获取零件信息。如何读懂零件图，获取零件信息。CAPP的首要问题：的首要问题： 如何组织和描述零件信息，让计算机也能如何组织和描述零件信息，让计算机也能“读懂读懂”零件图。零件图。如何对零件信息进行描述：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。建立合理的数据结构或零件模型。二、为什么要描述零件的信息?零件信息的描述与输入2021-11-238/共24页区分待加工表面类型并能包括完区分待加工表面类型并能包括完整的尺寸参数、材料和精度整的尺寸参数、材料和精度等等特特征信息；征信息；表达清楚各待加工表面之间的空表

5、达清楚各待加工表面之间的空间关系；间关系；有一个好的数据结构有一个好的数据结构；目的二、为什么要描述零件的信息?零件信息的描述与输入2021-11-239/共24页三、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：零件信息的描述与输入2021-11-2310/共24页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

6、和掌握,便于被操作人员运用（其特点是便于被大众所接受） 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）三、零件信息描述的要求零件信息的描述与输入2021-11-2311/共24页四、零件信息描述的内容主要包括两个方面 :一、几何信息 二、

7、工艺信息 零件信息的描述与输入2021-11-2312/共24页几何信息的详细表述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。 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

8、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。 四、零件信息描述的内容零件信息的描述与输入2021-11-2313/共24页工艺信息工艺信息 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

9、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 。四、零件信息描述的内容零件信息的描述与输入2021-11-2314/共24页五、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：分类编码描述法； 形面要素描述法； 专用语言描

10、述法； 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）； 利用CAD输出结果；零件信息的描述与输入2021-11-2315/共24页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CADCAM信

11、息集成的实现。零件信息的描述与输入2021-11-2316/共24页2形面要素描述法 p 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。p 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。p 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。 零件信息

12、的描述与输入2021-11-2317/共24页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。零件信息的描述与输入2021-11-2318/共24页4知识表示法u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。u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。u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 。零件信息的描述与输入2021-11-23

13、19/共24页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CADCAPPCAM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。零件信息的描述与输入2021-11-2320/共24页 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CAP

14、P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。零件信息的描述与输入2021-11-2321/共24页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。零件信息的描述与输入2021-11-23形状特征描述法实例22/共24页零件信息的描述与输入2021-11-23形状特征描述法实例23/共24页零件信息的描述与输入2021-11-2324/共24页六、零件信息的输入l 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