CN101446989B - 零件设计系统及方法 - Google Patents

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Abstract

一种零件设计方法，该方法包括以下步骤：设置零件的标准特征参数及复杂信息参数；根据设置的标准特征参数建立标准特征；查找所要生成的零件特征的参考基准；获取复杂信息；设置尺寸；及在零件模型中生成零件特征。本发明还提供一种零件设计系统。本发明可将零件的复杂信息加入到零件特征中，从而使设计出来的零件具有更加完备的信息。

Description

零件设计系统及方法
技术领域
本发明涉及一种计算机辅助设计系统及方法，特别是关于一种零件设计系统及方法。
背景技术
Pro/Engineer是美国参数技术公司(PTC)开发的计算机辅助设计(CAD)/计算机辅助制造(CAM)/计算机辅助工程分析(CAE)集成软件，该软件使用参数化特征造型技术，具有造型设计、零件设计、装配设计、二维工程图制作、结构分析、运动仿真等功能，该软件在各个行业得到了广泛应用。
特征是用来创建零件的基本组成部分。设计人员可以将经常使用的特征建立为标准特征，保存在标准特征库中，后续设计中遇到同样的问题时，只需从标准特征库中选用所需的标准特征。特征通常包含零件的形状信息。在零件设计中，有时需要加入其他一些信息到组成该零件的特征中。以钣金零件为例，在模具设计过程中，钣金零件的形状是模具设计的主要依据，它决定了模具的总体结构和形状，而钣金零件的尺寸公差影响模具工作部分(如凸凹模等)形状的尺寸及公差，钣金零件的材料、形位公差及技术要求等对模具的工作部件也有较大的影响。因此，钣金零件模型除应包含形状信息外，还必须包含零件的尺寸公差、精度、材料以及技术要求等信息，才能保证模具设计结果的准确性。Pro/Engineer提供将简单信息，如尺寸公差、精度、材料，信息，加入到特征中的方法，而对于复杂信息，例如由多个简单信息确定的复杂信息，无法直接利用Pro/Engineer提供的方法将该复杂信息加入到特征中。
发明内容
鉴于以上内容，有必要提出一种能够将零件的复杂信息加入到零件特征中的零件设计系统及方法。
一种运行在计算机中的零件设计系统，能够在零件模型中生成用户需要的零件特征，该系统包括：参数设置模块，用于设置零件的标准特征参数及复杂信息参数；标准特征建立模块，用于根据设置的标准特征参数建立零件模型的标准特征；参考基准查找模块，用于利用零件的点、面间的关系在零件模型中查找所要生成的零件特征的参考基准；复杂信息获取模块，用于根据所设定的复杂信息参数在数据库中获取复杂信息；尺寸设置模块，用于根据标准特征判断所要生成的零件特征是否有可变尺寸，并设置需要的尺寸；及零件特征生成模块，用于根据查找的参考基准、获取的复杂信息及设置的尺寸，在零件模型中生成零件特征。
一种零件设计方法，能够在零件模型中生成用户需要的零件特征，该方法包括以下步骤：设置零件的标准特征参数及复杂信息参数；根据设置的标准特征参数建立零件模型的标准特征；利用零件的点、面间的关系在零件模型中查找所要生成的零件特征的参考基准；根据所设定的复杂信息参数在数据库中获取复杂信息；根据标准特征判断所要生成的零件特征是否有可变尺寸，并设置需要的尺寸；及根据查找的参考基准、获取的复杂信息及设置的尺寸，在零件模型中生成零件特征。
本发明零件设计系统及方法能够将零件的复杂信息加入到组成该零件的特征中，使设计出的零件具有更完备的信息，从而为计算机辅助设计(CAD)、计算机辅助工艺设计(CAPP)、计算机辅助制造(CAM)的集成提供了实现的基础。
附图说明
图1为钣金零件展开长度的经验数据表。
图2为本发明零件设计系统较佳实施例的运行环境图。
图3为本发明零件设计系统较佳实施例的功能模块图。
图4为本发明零件设计方法较佳实施例的流程图。
具体实施方式
本较佳实施例以钣金零件为例进行说明。
如图1所示是钣金零件展开长度的经验数据表。展开长度是钣金零件的复杂信息，由材料、加工类型及厚度决定。在钣金零件的设计过程中，若将展开长度加入到该零件模型的特征中，可以便于钣金零件的加工制造。展开长度通常是经验数据，不同材料、不同加工类型、不同厚度的特征有对应的展开长度的经验值。图1中的Type表示加工类型，Material表示材料，180、200、……、340分别表示厚度为1.8mm、2mm、……、3.4mm，每一确定的加工类型、材料及厚度确定唯一的展开长度，如加工类型是卷圆、材料是Gia1、厚度是280(表示2.8毫米)，对应的展开长度是1.68。本实施例将说明如何将展开长度作为复杂信息加入到组成钣金零件的特征中。
参阅图2所示，是本发明零件设计系统较佳实施例的运行环境图。该零件设计系统20运行在计算机2上，计算机2分别与显示设备1、输入设备3及数据库4连接。显示器1用于提供用户界面，显示设计的钣金零件模型，输入设备3供用户输入零件设计所需的参数，如材料、加工类型、厚度等，数据库4存储复杂信息数据，如展开长度的经验数据。
参阅图3所示，是本发明零件设计系统较佳实施例的功能模块图。
零件设计系统20包括参数设置模块200、标准特征建立模块201、参考基准设置模块202、复杂信息获取模块203、尺寸设置模块204及零件特征生成模块205。所述零件设计系统20建立标准特征，利用该标准特征在零件模型中生成零件特征，该零件特征成为零件模型的一个组成部分并且包含所获取的复杂信息。
参数设置模块200用于设置零件的标准特征参数及复杂信息参数。所述标准特征参数包括标准特征的名称标准特征的参考基准，还可以包括另外一些参数，如可变尺寸。如建立的标准特征是圆，其名称是circle，参考基准是surf、edge1、edge2，分别代表定位面、第一定位边、第二定位边，可变尺寸是直径。又如建立的标准特征是六角形，其名称是hexagon，参考基准是surf1、surf2、surf3，分别代表第一定位面、第二定位面、第三定位面，可变尺寸是厚度和外接圆直径。对于不同的复杂信息，有对应的复杂信息参数，如对于展开长度，复杂信息参数是材料、加工类型、厚度。
标准特征建立模块201用于根据设置的标准特征参数建立零件模型的标准特征。如建立一个标准特征，其名称为circle(代表圆)，参考基准为surf、edge1、edge2，可变尺寸是直径。
参考基准查找模块202用于利用零件的点、面间的关系在零件模型中查找所要生成的零件特征的参考基准。如建立圆(circle)时命名surf、edge1、edge2三个参考基准，则在零件模型中分别查找这三个参考基准。
复杂信息获取模块203用于根据所设定的复杂信息参数在数据库4中获取复杂信息。所述数据库4中存储展开长度的经验数据，不同材料、不同厚度、不同加工类型有对应的展开长度的经验值。如对于展开长度，根据设置的厚度(如2.8mm)、加工类型(如卷圆)及材料(如Gia1)可得到对应的展开长度(如图1中的1.68)。
尺寸设置模块204用于根据标准特征判断所要生成的零件特征是否有可变尺寸，并设置需要的尺寸。如建立标准特征圆时定义直径是可变尺寸，则生成零件特征圆时直径是可变尺寸，可以设置需要的直径，如5cm。
零件特征生成模块205用于根据查找的参考基准、获取的复杂信息及设置的尺寸，通过Pro/Engineer的应用程序接口(API)在零件模型中生成零件特征。生成的零件特征与标准特征有同样的形状，以设置的尺寸为规格，以查找的参考基准为放置位置，并且该零件特征包含所获取的复杂信息(如展开长度)。若复杂信息的经验数据发生改变，只需修改数据库4的数据，新生成的零件特征就能包含修改后的经验数据。
如图4所示，是本发明零件设计方法较佳实施例的流程图。
步骤S401，参数设置模块200设置零件的标准特征参数及复杂信息参数。所述标准特征参数包括标准特征的名称及标准特征的参考基准，还可以包括另外一些参数，如可变尺寸。如建立的标准特征是圆，其名称是circle，参考基准是surf、edge1、edge2，分别代表定位面、第一定位边、第二定位边，可变尺寸是直径。又如建立的标准特征是六角形，其名称是hexagon，参考基准是surf1、surf2、surf3，分别代表第一定位面、第二定位面、第三定位面，可变尺寸是厚度和外接圆直径。对于不同的复杂信息，有对应的复杂信息参数，如对于展开长度，复杂信息参数是材料、加工类型、厚度。
步骤S402，标准特征建立模块201根据设置的标准特征参数建立零件模型的标准特征。如建立一个标准特征，其名称为circle(代表圆)，参考基准为surf、edge1、edge2，可变尺寸是直径。
步骤S403，参考基准查找模块202利用零件的点、面间的关系在零件模型中查找所要生成的零件特征的参考基准。如建立圆(circle)时命名surf、edge1、edge2三个参考基准，则在零件模型中分别查找这三个参考基准。
步骤S404，复杂信息获取模块203根据所设定的复杂信息参数在数据库4中获取复杂信息。所述数据库4中存储展开长度的经验数据，不同材料、不同厚度、不同加工类型有对应的展开长度的经验值。如对于展开长度，根据设置的厚度(如2.8mm)、加工类型(如卷圆)及材料(如Gia1)可得到对应的展开长度(如图1中的1.68)。
步骤S405，尺寸设置模块204根据标准特征判断所要生成的零件特征是否有可变尺寸，并设置需要的尺寸。如建立标准特征圆时定义直径是可变尺寸，则生成零件特征圆时直径是可变尺寸，可以设置需要的直径，如5cm。
步骤S406，零件特征生成模块205根据查找的参考基准、获取的复杂信息及设置的尺寸，通过Pro/Engineer的应用程序接口(API)在零件模型中生成零件特征。生成的零件特征与标准特征有同样的形状，以设置的尺寸为规格，以查找的参考基准为放置位置，并且该零件特征包含所获取的复杂信息(如展开长度)。若复杂信息的经验数据发生改变，只需修改数据库4的数据，新生成的零件特征就能包含修改后的经验数据。

Claims (4)

1.一种运行在计算机中的零件设计系统，能够在零件模型中生成用户需要的零件特征，其特征在于，该系统包括：
参数设置模块，用于设置零件的标准特征参数及复杂信息参数；
标准特征建立模块，用于根据设置的标准特征参数建立零件模型的标准特征；
参考基准查找模块，用于利用零件的点、面间的关系在零件模型中查找所要生成的零件特征的参考基准；
复杂信息获取模块，用于根据所设定的复杂信息参数在数据库中获取复杂信息；
尺寸设置模块，用于根据标准特征判断所要生成的零件特征是否有可变尺寸，并设置需要的尺寸；及
零件特征生成模块，用于根据查找的参考基准、获取的复杂信息及设置的尺寸，在零件模型中生成零件特征，该零件特征是零件模型的一个组成部分并且包含所获取的复杂信息。
2.如权利要求1所述的零件设计系统，其特征在于，所述的数据库存储复杂信息的经验数据。
3.一种零件设计方法，能够在零件模型中生成用户需要的零件特征，其特征在于，该方法包括以下步骤：
设置零件的标准特征参数及复杂信息参数；
根据设置的标准特征参数建立零件模型的标准特征；
利用零件的点、面间的关系在零件模型中查找所要生成的零件特征的参考基准；
根据所设定的复杂信息参数在数据库中获取复杂信息；
根据标准特征判断所要生成的零件特征是否有可变尺寸，并设置需要的尺寸；及
根据查找的参考基准、获取的复杂信息及设置的尺寸，在零件模型中生成零件特征，该零件特征是零件模型的一个组成部分并且包含所获取的复杂信息。
4.如权利要求3所述的零件设计方法，其特征在于，所述数据库存储复杂信息的经验数据。
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