CATIA环境下的坐标测量信息识别与获取

测量信息识别与获取是进行工件误差评定和测量规划的基础和前提,是智能坐标测量的关键技术之一。坐标测量信息包括公差信息和与公差关联的几何信息,结合新一代产品几何技术规范(GPS)和坐标测量原理给出了零件坐标测量信息的详细构成。给出CATIA环境下的坐标测量信息识别与获取流程,通过对CATIA进行二次开发建立了公差信息及相关几何信息获取工具,并以实例验证该工具的可行性。     

基于模型定义的零件数据集三坐标测量信息获取

为实现三维环境下零件三坐标测量检测信息的获取,以零件模型的基于模型的定义数据集表示为获取对象,探讨基于模型的定义技术在检测信息获取中的应用.通过分析零件基于模型的定义数据集中检测信息的构成,基于公差标注进行关联几何信息定义,以公差项目、关联几何特征与模型基准/坐标系作为测量信息构成元素并定义关联关系,建立了基于零件模型的定义数据集的测量信息表示模型.依据测量信息构成及其表示模型,确定零件检测信息识别和提取流程.在通用三维CAD软件Pro/E环境下,通过定制相应的数据获取工具,以一个获取实例说明了针对零件基于模型的定义数据集的检测信息获取方法和过程.     

基于造型历史过程的零件三坐标测量信息获取

针对零件三坐标测量所需检测信息的获取要求,在通用三维CAD软件Pro/E环境下,将生成三维零件模型的造型历史过程作为信息的提取顺序,从零件模型特征元素树中提取出零件造型常用体素几何信息和由任意截面形状拉伸或旋转而成的复杂特征几何信息,并从模型数据中提取出公差信息,根据测量要求对属于同一特征的公差信息进行几何信息关联匹配。通过该方法所提取的零件检测信息,可为零件三坐标测量规划提供数据基础。     

GPS黑箱模型及其应用方法研究

新一代产品几何技术规范(GPS)中所提出的测量不确定度评定的黑箱模型,为实现几何量测量不确定度的规范、快速评定提供了必要的理论基础。本文通过GPS黑箱模型与自动控制领域内黑箱模型的对比,深入阐述了GPS黑箱模型的概念、原理及运行方式,分析研究了GPS黑箱模型应用过程中的关键技术问题。并进一步以三坐标测量机测量圆度误差的测量不确定度概算为例,对黑箱模型的应用进行了实例分析。     

基于模型的数字化定义在UG/NX中的实现

通过探究DPD的发展历程,深入剖析DPD与MBD的关系,揭示了DPD作为MBD技术应用体系基础的重要性。以UG/NX软件为平台,以气囊下支座为研究对象,分析了DPD定义的内容,GD&T在三维数模中的定义方法,三维剖视图的应用及非几何信息的注释表达,明确了在NX平台下产品制造信息的表达方法。DPD作为MBD技术的基础,彻底将产品定义信息载体变更为三维模型,必将引起数字化制造技术的巨大变革。     

新一代产品几何量技术规范(GPS)中的几何要素

几何要素是构成工件几何特征的点、线和面。研究了新一代产品几何量技术规范(GPS)中几何要素的术语、定义、分类以及它们之间的相互关系,介绍了几何要素的操作与操作算子等数学处理工具,并给出了在产品设计、规范和认证过程中的应用。     

基于CAA的复杂零件MBD模型数字化检测数据提取与组织技术

为实现数字化检测过程中基于MBD产品的复杂零件检测信息自动获取与关联特征,提出基于CATIA平台利用CAA技术对模型底层信息获取的实现方法。首先对模型的底层B-Rep信息进行提取,根据提取的几何数据与拓扑数据对模型进行检测特征的识别,之后对检测信息进行提取与分析并关联相应的检测特征,结合特征识别结果确定检测信息的具体位置,最后通过检测工艺规划得到标准的DMIS检测程序,驱动三坐标测量机完成零件的检测。检测结果表明此方法能够准确、高效的提取复杂零件的检测信息并关联特征,满足数字化检测技术中对检测信息与关联特征的要求,为数字化检测技术提供了全新的基于MBD模型的数字化检测数据提取与组织方式。     

基于新一代GPS体系的平面定向误差不确定度的研究

基于三坐标测量机对空间任意方位被测零件进行测量,建立平面定向公差最小二乘评定的数学模型,并根据新一代产品几何规范(GPS)的不确定度理论,提出了定向误差的不确定度评定方法。该方法不仅符合新一代产品几何规范(GPS)标准的要求,而且保证了平面度检验结果的完整性,从而可以提高工件检验的准确性。     

Creo几何公差设计中的产品模型特征提取技术研究

基于新一代产品几何技术规范GPS(Geometrical product specifications)标准体系,为了解决Creo几何公差设计中的产品模型特征提取,使用Creo的二次开发工具Creo/TOOLKIT研究设计产品模型的特征提取,与Creo系统无缝集成,实现产品的遍历及产品约束信息的查询,并能够提取零件的尺寸信息,将得到的数据信息通过数据库进行几何公差设计。     

面向数字孪生的产品表面模型表达与生成方法

产品数字孪生模型被认为是实现物理世界和虚拟世界深度融合的一种潜在的有效解决方法。针对产品全生命周期过程对数字孪生几何模型合理准确表达的实际应用需求,提出以非理想表面模型为载体实现数字孪生模型的几何参考表达方法。引入新一代产品几何技术规范,给出了通过几何要素及相关操作实现非理想表面模型信息的完整表达方案;分析了面向数字孪生的产品非理想表面模型的两种映射生成方法和模型创建流程,通过在离散网格模型上增加几何误差信息的方式生成规范表面模型;根据逆向建模的思想,通过实际测量离散点云数据并采用离散几何及小波分析等手段进行多尺度表面形貌误差表征,从而生成认证表面模型。最后通过某零件实例分析验证了所提方法的可行性。     

激光扫描在工件角点定位中的应用方法

为了获取激光测量平面中工件角点的精确坐标信息,提出一种激光扫描在工件角点定位中的应用方法。利用安装在机械臂末端的激光传感器扫描工件从而获取工件在激光测量平面的三维几何信息。通过相邻两个采样点之间的高度差求出工件特征轮廓点坐标信息,结合欧氏距离大小关系确定同一个连通区域上工件的特征轮廓点,利用同一个连通区域上相邻的三个特征轮廓点间斜率的数值关系得出连通区域上角点的坐标信息。实验结果表明,利用该方法对工件进行检测,得到角点检测精度为,检测平均时间在0.5s内,检测结果有效可靠,能满足精度要求,为工件在激光测量坐标系中的定位提供了重要依据。     

基于MBD的三维信息分层式管理系统研究

分层式产品信息管理作为MBD技术的核心部分,对产品进行完整的数字化信息定义起重要作用。该项技术是波音公司在原有技术基础上充分融合研制飞机时所使用的数字化制造技术,产生的新一代分层式数字化模型定义技术。要求分层式的产品信息和数据库互联,生成产品逻辑上完整统一描述,在当前不完善的MBD基础上,使用XML标记语言的组织内容集成方式,来扩展MBD技术的信息内容,实现了MBD三维模型在分层式环境下全面的数据管理,并利用数据库技术和NX软件,设计开发分层式基于MBD的信息数据定义与管理系统。将MBD技术应用于三维标注系统,对三维模型实现了全面的数字化定义。     

基于模型定义的工艺知识表示及工艺决策方法研究

为了简便有效地在三维环境下表示工艺知识和提高工艺决策的自动化程度和灵活性,提出了基于模型定义的工艺知识表示方法及工艺决策方法。首先引入MBD技术,建立零件的工艺MBD信息模型,在该模型的基础上,进行基于规则的三维典型工艺知识表示,然后,在三维典型工艺基础上,以MBD模型为唯一依据,自动识别模型中几何特征信息和非几何信息,并以此为基础进行自动工艺决策,最后,通过实例验证了提出方法的可行性和有效性。     

三坐标机测量非标准螺纹类零件的具体方法

螺纹在机械制造业中广泛用来联接零件或传递运动，对螺纹类零件的准确测量是保证产品质量的前提和重要因素。测量形状复杂的非标准螺纹类零件的几何参数是几何工程测量中的难点问题，利用三坐标机测量此类零件是实现测量任务的最佳途径。经多年实践，我们总结出了最佳的测试程序，供三坐标机操作人员参考。     

面向Web的MBD模型重建方法研究

针对在Web环境下重建三维CAD模型的过程中,存在几何和拓扑信息、产品制造信息丢失的问题,提出一种基于三角网格表示法与边界表示法相结合的MBD模型轻量级表示方法,并研究出相应的数据结构和格式转换方法。使用JSON文件统一表达轻量级MBD模型的几何和拓扑信息、产品制造信息及其与几何特征之间的关联关系;借助CAD系统提供的接口,经模型文件解析、信息提取整合和网格数据处理后将源MBD模型转换为JSON格式模型文件传输到Web端,借助WebGL技术完成轻量化模型的加载,实现MBD模型的Web重建。最后通过实例模型验证了方法的有效性。     

新一代产品几何量技术规范(GPS)标准体系研究

新成立的国际尺寸与产品几何技术委员会(ISO/TC213)提出了新一代GPS标准体系,该标准体系由基础、全局、通用和补充GPS标准组成。新一代GPS标准为产品的设计、制造、检验与评估提供了一套完整的技术规范。分析了新一代产品几何量技术规范(GPS)的系统模型、标准体系、关键技术、目前的研究方向与内容,以及我国新一代GPS标准体系的建立途径。     

箱体类零件空间尺寸的测量方法

在生产加工中,许多零件的尺寸都是由空间尺寸构成,尤其是箱体类零件。箱体类零件通常涉及平行孔系、垂直孔系和相交孔系,这就使孔系与孔系、孔与孔之间构成了大量的空间尺寸。常规的测量工具无法实现空间尺寸的测量,需借助三坐标测量仪等精密测量仪器对工件空间尺寸进行检测。在未借助三坐标测量仪的情况下,通过自制专用检具,运用数学几何方法,将空间尺寸转换为平面尺寸,实现了对箱体类零件空间尺寸的测量。     

三坐标测量机在反求工程中的研究

零件原型数字化就是通过特定的数字化测量工具来获得零件几何数据的过程。以某汽轮机叶片为基础,介绍了利用接触式三坐标测量机获取零件三维数据的步骤和方法,即通过装夹零件、标定测头测杆、工件坐标系的建立、测量打点、数据输出等步骤得到零件的几何三维数据。最后通过实例的操作,得到了叶片的点云数据,并分析了在手动打点过程中产生测量误差的原因及其改善措施。实例表明,确定合理的测量路径、建立合适的零件坐标系、确定合适的测点个数、均匀的测力及其操作经验,可以提高点云的精度。     

规则约束和蚁群算法三坐标测量路径规划研究

为了提高三坐标测量中测量路径的有效性和合理性,采用带有规则约束的蚁群算法对三坐标测量路径进行优化。基于新一代GPS相关思想,将"几何要素"作为规划对象,并结合实际测量规则及相关理论研究,提出了测头路径规划规则。利用多色集合中的围道布尔矩阵建立了被测几何要素与测头角度和检测平面之间关联关系的形式化描述模型,在该模型与相应规划规则的共同约束下,利用蚁群算法对路径进行优化。经实例验证,表明该方法可靠、有效。     

基于工件三维模型的三坐标测量技术

对基于工件三维模型的三坐标测量技术进行了介绍。基于工件设计数据,通过数模对齐,建立工件坐标系,在工件三维模型的基础上应用三坐标测量技术,在测量软件中实现元素构造与投影等功能,获取所需要的尺寸,进而高质高效地完成测量工作。应用基于工件三维模型的三坐标测量技术,可以对制造数据进行客观评价。