CN101877015B - 零件加工的三维标注方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种零件加工的三维标注方法，包括步骤：1)在零组件加工工艺每道工序建立的工序模型基础上，标注尺寸、公差及其它制造信息产生工序要求；2)工序内容视图命名：对工序模型进行三维标注，产生工序内容，工序模型和三维标注采用视图结构树的方式组织；3)工序内容三维标注的设置；该方法属于结构化的工艺数据，使三维模型的信息更全面具体，使下游用户的数据源唯一，摆脱了既三维模型，又必须依据二维图的数据源不统一的现象，功能二维比较更直观、可视化效果好、信息量全；结构化的三维标注数据可快速生成检验计量数据，直接向下游MES等系统进行传递，减少了工艺人员大量重第工作。

Description

零件加工的三维标注方法

本发明专利申请是名称为“一种利用三维工艺加工零件的方法”、申请号为“200910022231.1”、申请日为“2009年4月28日”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明属于零件加工技术领域，具体涉及一种零件加工过程中三维标注方法。

背景技术

现有零件工艺设计技术是基于二维工艺设计的模式，通过二维工艺设计工艺加工零件，该方式存在以下缺点：

1、是非结构化的工艺设计，数据源不唯一，与产品设计不保持关联：

现有的二维工艺设计模式是依据设计三维模型和纸质二维设计图进行，工艺规程编制依据纸质二维设计图，由工艺人员用二维CAPP软件绘图编辑完成，数控程序编制依据设计三维模型进行，数据源不唯一，与产品设计无法保持关联，工艺编制无法自动继承获取相关设计信息，与设计系统信息沟通不畅，工艺设计是非结构化的工艺设计。

2、工艺编制环节与数控编程环节相互独立，不能有效地控制数控加工过程，无法实现设计、工艺及制造紧密结合。

3、无法直接提取检测计量相关信息，只能通过纸质文件的传递来完成。

4、工艺的二维表现形式不直观。

5、不能使下游的MES、ERP等工具软件自动继承相关工艺数据，造成数据信息的中断，大量只有靠人工整理输入，工作效率低下。

而零件加工的三维工艺方法目前在国际上是一项空白，其中的尺寸标注即三维标注是零件加工的关键环节。

发明内容

本发明的目的是提供一种三维标注的方法，即在工序模型上进行三维标注设计，编辑产生工序要求，利于后续工艺的操作，提高三维工艺加工零件的方便性和可操作性。

为此，本发明所提供的技术方案即零件加工的三维标注方法，主要包括以下步骤：

0)建立三维工艺结构树以及工序模型，所述三维工艺结构树与待加工产品、加工单位、设备关联；所述工序模型与设计三维模型关联：

0.1)总工艺依据工艺路线自动产生，所述工艺路线指基于产品EBOM，以车间为单位进行工艺工作的分工与规划，工艺路线产生后总工艺与设计产品关联绑定，所述关联绑定指不论如何查找，找到零组件item就找到总工艺；在工艺路线下发后，按工艺路线将部门主制零组件的总工艺进行分派，相应的总工艺与设计产品关联关系会一同传递到下游；同时产生该总工艺的总工艺属性表，在总工艺节点下建立零件加工工艺、工序结构树及其下的工序资源、总中间工序模型，以及与本产品相关的其他子工艺；并会产生相应零组件加工工艺属性表及工序版本属性表；

0.2)将零组件加工工艺分别与设计三维模型Item、加工单位关联，其中，该零组件加工工艺与该加工单位建立关联时，为工序指定工序设备资源；

0.3)填写总工艺属性表、零组件加工工艺属性表和工序版本属性表，完成三维工艺结构树的建立；

0.4)在零组件加工工艺每道工序附件下建立一个Ugpart数据集，并以该Ugpart数据集为基础建立工序模型；

0.5)建立总中间工序模型：在零组件加工工艺节点下建立总中间工序模型Item，在Item下插入Ugpart数据集，在UG软件中打开Ugpart文件，装配设计三维模型，通过WAVE几何链接功能实现总中间工序模型与设计三维模型的关联，将该设计三维模型按照逆向机械加工顺序补充建模至毛坯，并给该过程的不同机加工艺阶段的中间工序模型进行时间戳标识；

0.6)生成粗略的工序模型：打开零组件加工工艺下总中间工序模型的UGpart数据集，通过UG软件管理待定组件功能加载工序中的UGpart数据集和总中间工序模型；每道工序装配总中间工序模型，利用时间戳的方法查找总中间工序模型在建模过程中的不同机械加工工艺阶段的中间工序模型的标识，从而生成粗略的工序模型；

0.7)建立精确的工序模型：通过UG软件中的直接建模菜单与特征建模菜单，对上述的粗略的工序模型进行补充建模；工序模型中的基准、加工内容应按实际加工尺寸进行建立，其余内容尽量按实际加工进行建立，保持与加工状态基本一致，最终形成零组件加工工艺每道工序所需的精确工序模型；

所述三维工艺结构树包括总工艺，所述总工艺下包括零组件加工工艺、铸造工艺、热表处理工艺，所述零组件加工工艺包括工序结构树和总中间工序模型；所述工序结构树是零件由毛坯原材料加工至产品设计要求的工序流水节点总和，所述工序流水节点是根据不同的工序类型建立，所述工序类型分为通用工序、检验工序、材料工序、数控工序，所述工序结构树中每道工序下包括所使用的工序资源，所述总中间工序模型是零件由毛坯原材料加工至产品设计要求的所有工序模型的总和；

1)在零组件加工工艺每道工序建立的工序模型基础上，标注尺寸、公差及其它制造信息产生工序要求；

2)工序内容视图命名：对工序模型进行三维标注，产生工序内容，工序模型和三维标注采用视图结构树的方式组织；

3)工序内容三维标注的设置：

3.1)预设置：

3.2)三维标注颜色设置：

3.3)三维标注基准设置：

3.4)尺寸标注；

4)三维标注的表现原则：

4.1)先反映工序内容整体信息，加工基准、工序加工内容、计量基准、加工要求说明信息；根据工序信息总图标注的视图符号，分别在相应视图标注工步信息；

4.2)根据工步视图标注的剖视符号，分别在相应剖视图中标注具体剖视工步信息；

4.3)在模型视图结构窗口增加计量、检验、工装标签栏，并分别填写计量要求、检验要求和测量某尺寸的对应工装；

5)工序内容的编制：

5.1)通用工序的编制：

5.1.1)简单的通用工序编制：

一个视图能够清楚描述工序内容的只需一个视图即可，如果不能，分视图进行描述；

5.1.2)复杂的通用工序编制：

复杂的通用工序用分视图描述工序内容；

5.2)材料工序的编制：

一个视图能够清楚描述工序内容的只需一个视图即可，如果不能，分视图进行描述；

5.3)数控工序的编制：

数控工序视图结构树依据工序总图、工步视图、工步剖视图的顺序建立，具体步骤如下：

5.3.1)数控工序先表达本工序的整体信息，整体信息包括本工序测量、定位、编程基准，整体加工内容(用工步视图名称注释)，加工要求说明内容；

5.3.2)基于整体信息的表达，来完成与工序总图加工内容注释对应的工步信息内容的编制，按照加工工步的命名规则，分别用视图名称对应加工工步；

5.3.2)基于工步信息的表达，最后表达相应剖视图信息；

5.3.3)计量信息在需要计量的三维标注PMI标注标签部位注明“是”，表示位置尺寸首件计量合格后由程序保证；

5.3.4)检验信息在需要检验的三维标注PMI标注标签部位注明“100％检验”或“抽检”；对于“抽检”的尺寸应为在加工时容易控制的，应对在10件以内的零组件进行首件检验，10件以上、25件以下的零组件进行首末件检验，25件以上的零组件进行首、中、末件检验；

5.4)检验工序的编制：检验工序只进行检查零件外观，如毛刺、压伤、划伤、碰伤和油路系统等内容，其编制方法与数控工序相同。

上述步骤1)中视图结构树中的视图按顺序排列，以及各个视图的命名在编制时按以下规则命名：

本发明所述的零件加工的三维标注方法，具有以下优点：

1、三维标注属于结构化的工艺数据，与三维工艺工序视图结构树中的标注和三维模型关联高亮，当三维模型更改时，所对应的尺寸相应更改。同时点击三维标注尺寸，相应的模型部位和视图结构树中的标注高亮。

2、三维标注使三维模型的信息更全面具体，使下游用户的数据源唯一，摆脱了既三维模型，又必须依据二维图的数据源不统一的现象，功能二维比较更直观、可视化效果好、信息量全。

3、结构化的三维标注数据可快速生成检验计量数据，直接向下游MES等系统进行传递，减少了工艺人员大量重复工作。

附图说明

图1是本发明的方法流程示意图；

图2是本发明的工艺结构树示意图；

图3是本发明的零组件总工艺与产品关联示意图；

图4是本发明在零组件总工艺下建立零组件加工工艺和其它子工艺示意图；

图5是本发明的零组件加工工艺结构树建立示意图；

图6是本发明的零组件加工工艺与设计模型建立关联示意图；

图7是本发明的零组件加工工艺与加工单位建立关联示意图；

图8是本发明的零组件加工艺工序与加工单位设备进行关联的示意图；

图9是本发明的总工艺属性表；

图10是本发明的零组件加工工艺属性表；

图11是本发明的材料工序属性表；

图12是本发明的通用、检验、数控工序属性表；

图13是本发明在工序附件下建立的UGpart数据集示意图；

图14是本发明的总中间工序模型建立示意图；

图15是本发明的数控工序视图结构树示意图；

图16是本发明的计量信息示意图；

图17是本发明的添加工装资源示意图；

图18是本发明的三维工艺规程输出示意图。

具体实施方式

参见图1，本发明所涉及到得三维工艺加工零件的方法包括以下步骤：

1)建立三维工艺结构树，该三维工艺结构树与待加工产品、加工单位和设备关联；

2)建立工序模型，与设计三维模型关联；

3)在工序模型上进行三维标注设计，编辑产生工序要求；

4)在工艺结构树中添加工装资源；

5)三维工艺规程输出。

参见图2、3、4、5、6、7，8，9，10，11，12，该方法中的步骤1)中的三维工艺结构树包括总工艺，总工艺下包括零组件加工工艺，零组件加工工艺包括工序结构树和总中间工序模型；上述工序结构树按工序类型进行建立，工序类型包括通用工序、检验工序、材料工序和数控工序；

该三维工艺结构树的建立包括以下步骤：

1.1)依据EBOM编制工艺路线生成与待加工零组件关联的总工艺，在总工艺节点下创建零组件加工工艺，在零组件加工工艺节点下创建工序结构树，相应会产生该总工艺的总工艺属性表、该零组件加工工艺属性表及工序版本属性表；

总工艺属性表包括工艺规程编制阶段、主制单位信息、总工艺规程代号、总工艺规程名称信息、待加工零组件的零组件号及版本号；

零组件加工工艺属性表包括零组件工艺规程代号、零组件工艺规程名称、版本号、承制单位、工艺类型、工艺性质和更改单号；

工序版本属性表包括通用工序属性表、检验工序属性表、材料工序属性表和数控工序属性表；

1.2)将所述零组件加工工艺分别与设计三维模型、加工单位建立关联，其中，该零组件加工工艺与该加工单位建立关联时，为工序指定工序设备资源；

1.3)填写所述的总工艺属性表、零组件加工工艺属性表和工序版本属性表，完成所述三维工艺结构树的建立。

参见图13、14该方法中的步骤2)具体包括以下步骤：

2.1)在零组件加工工艺每道工序附件下建立一个Ugpart数据集，并以该Ugpart数据集为基础建立工序模型；

2.2)建立总中间工序模型：在零组件加工工艺节点下建立总中间工序模型Item，在Item下插入Ugpart数据集，在UG软件中打开Ugpart文件，装配设计三维模型，通过WAVE几何链接功能实现总中间工序模型与设计三维模型的关联，将该设计三维模型按照逆向机械加工顺序补充建模至毛坯，并给该过程的不同机加工艺阶段的中间工序模型进行时间戳标识；

2.3)生成粗略的工序模型：打开零组件加工工艺下总中间工序模型的UGpart数据集，通过UG软件管理待定组件功能加载工序中的UGpart数据集和总中间工序模型；每道工序装配总中间工序模型，利用时间戳的方法查找总中间工序模型在建模过程中的不同机械加工工艺阶段的中间工序模型的标识，从而生成粗略的工序模型；

2.4)建立精确的工序模型：通过UG软件中的直接建模菜单与特征建模菜单，对上述的粗略的工序模型进行补充建模；工序模型中的基准、加工内容应按实际加工尺寸进行建立，其余内容尽量按实际加工进行建立，保持与加工状态基本一致，最终形成零组件加工工艺每道工序所需的精确工序模型。

该方法中的步骤2)还可以是由以下具体的步骤实现：

2.1)在零组件加工工艺每道工序附件下建立一个Ugpart数据集，并以该Ugpart数据集为基础建立工序模型；

2.2)将所述UGpart数据集与设计三维模型或毛坯模型进行关联，对设计三维模型或毛坯模型进行补充建模以形成工序模型：打开UGpart数据集，添加设计三维模型或毛坯模型，通过WAVE几何链接功能实现总中间工序模型与设计三维模型或毛坯模型的关联；通过UGpart软件中的直接建模菜单与特征建模菜单进行补充建模，形成工艺需要的中间工序模型。

该方法中的步骤2)还可以是由以下步骤实现：

2.1)在零组件加工工艺每道工序附件下建立一个Ugpart数据集，并以该Ugpart数据集为基础建立工序模型；

2.2)将所述UGpart数据集与设计三维模型直接进行关联，通过UGpart

软件中的直接建模菜单与特征建模菜单进行对该设计三维模型进行补充建模以形成工序模型。

该方法中的步骤3)具体包括以下步骤：

3.1)在零组件加工工艺每道工序建立的工序模型基础上，标注尺寸、公差及其它制造信息产生工序要求；

3.2)工序内容视图命名：对工序模型进行三维标注PMI，产生工序内容，工序模型和三维标注采用视图结构树的方式组织；

工序内容视图命名：

对工序模型进行三维标注，产生工序内容，工序模型和三维标注采用视图结构树的方式组织，视图结构树中的视图按顺序排列，且各个视图的命名在编制时按以下规则命名：

3.3)、工序内容三维标注的设置：

3.3.1)、预设置：为方便三维工艺输出，将标注时视图背景设置为白色；

3.3.2)、三维标注颜色设置：

工序模型基色设为灰色，颜色代号87；

加工面颜色设为绿色，颜色代号29；

基准的颜色设为红色，颜色代号186；

标注内容和尺寸的颜色为黑色，颜色代号216；

3.3.3)、三维标注基准设置：基准符号在UG软件中的产品制造信息菜单符号中进行定制，加工基准使用三角表示，计量基准使用圆圈表示；标注时字体为chinesef，字高为1.5，比例为1；

加工基准面、孔的第一位字母分别使用P、K表示，第二位字母按26个字母进行排序；例如：

计量基准的第一个字母使用字母J表示，第二位字母按26个字母进行排序；例如：

3.3.4)、尺寸标注:

汉字注释的字体为chinesef，字高为1.5；

尺寸标注字体chinesef，字高为1.5；

3.4)三维标注的表现原则：

3.4.1)先反映工序内容整体信息，加工基准、工序加工内容、计量基准、加工要求说明信息；

根据工序信息总图标注的视图符号，分别在相应视图标注工步信息；

3.4.2)根据工步视图标注的剖视符号，分别在相应剖视图中标注具体工步信息；

3.4.3)在视图结构三维标注PMI标注标签计量、检验、工装栏填写计量、检验要求和相应工装；

3.5)工序内容的编制：

3.5.1)通用工序的编制：

3.5.1.1)简单的通用工序编制：

对于简单的通用工序，尽量用少的视图来表达工序信息，一个视图能够清楚描述工序内容的只需G00-1即可，反之，分视图进行描述，目的是表达清楚工序信息；

3.5.1.2)复杂的通用工序编制：

复杂的通用工序需要分视图描述工序内容，在没有剖视时，视图命名按G00-1，G00-2，G00-3等依次排列；

3.5.2)材料工序的编制：

材料工序的编制与简单的通用工序相同；

3.5.3)数控工序的编制：

参见图15，数控工序视图结构树依据工序总图、工步视图、工步剖视图的顺序建立，具体步骤如下：

3.4.3.1)数控工序先表达本工序的整体信息，整体信息包括本工序测量、定位、编程基准，整体加工内容(用工步视图名称注释)，加工要求说明内容；

3.4.3.2)基于整体信息的表达，来完成与工序总图加工内容注释对应的工步信息内容的编制，按照加工工步的命名规则，分别用视图名称对应加工工步；

3.4.3.3)基于工步信息的表达，最后表达相应剖视图信息；

3.4.3.4)计量信息在需要计量的三维标注PMI标注标签部位注明“是”，表示位置尺寸首件计量合格后由程序保证，见图16；

3.4.3.5)检验信息在需要检验的三维标注PMI标注标签部位注明“100％检验”或“抽检”；对于“抽检”的尺寸应为在加工时容易控制的，应对在10件以内的零组件进行首件检验，10件以上、25件以下的零组件进行首末件检验，25件以上的零组件进行首、中、末件检验；

3.4.4)检验工序的编制：检验工序只进行检查零件外观，如毛刺、压伤、划伤、碰伤和油路系统等内容，其编制方法与数控工序相同。

参见图17，该方法中的步骤4)具体步骤是：在工艺结构树中工序节点下添加工装资源，工装资源从资源库中选取。

上述步骤5)具体包括以下步骤：

5.1)三维工艺规程使用VISIO卡片或CAXA卡片结合UGpart文件或在VISIO卡片中嵌套CAXA图形进行输出；

5.2)通用工序、检验工序、材料工序将工序UGpart中编制的完整工序内容输出在VISIO卡片中，操作者、检验、计量人员等按当道工艺卡片内容进行相应操作；

5.3)数控工序在VISIO卡片或CAXA卡片中仅输出UGpart中编制的工序总图内容，同时列出本工序工装信息，给出当道数控工序编制的UGpart的ID编号，操作、检验、计量人员在VISIO卡片中获得当道工序的整体信息，具体当道工序内容需按ID编号进入TCE进行查看；

5.4)工装目录、工序目录在TCE中自动生成；成本工艺规程卡片在审批流程完成后按PDF格式进行输出。

Claims (2)

1.一种零件加工的三维标注方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

0)建立三维工艺结构树以及工序模型，所述三维工艺结构树与待加工产品、加工单位、设备关联；所述工序模型与设计三维模型关联：

0.1)总工艺依据工艺路线自动产生，所述工艺路线指基于产品EBOM，以车间为单位进行工艺工作的分工与规划，工艺路线产生后总工艺与设计产品关联绑定，所述关联绑定指不论如何查找，找到零组件item就找到总工艺；在工艺路线下发后，按工艺路线将部门主制零组件的总工艺进行分派，相应的总工艺与设计产品关联关系会一同传递到下游；同时产生该总工艺的总工艺属性表，在总工艺节点下建立零件加工工艺、工序结构树及其下的工序资源、总中间工序模型，以及与本产品相关的其他子工艺；并会产生相应零组件加工工艺属性表及工序版本属性表；

0.2)将零组件加工工艺分别与设计三维模型Item、加工单位关联，其中，该零组件加工工艺与该加工单位建立关联时，为工序指定工序设备资源；

0.3)填写总工艺属性表、零组件加工工艺属性表和工序版本属性表，完成三维工艺结构树的建立；

0.4)在零组件加工工艺每道工序附件下建立一个Ugpart数据集，并以该Ugpart数据集为基础建立工序模型；

0.5)建立总中间工序模型：在零组件加工工艺节点下建立总中间工序模型Item，在Item下插入Ugpart数据集，在UG软件中打开Ugpart文件，装配设计三维模型，通过WAVE几何链接功能实现总中间工序模型与设计三维模型的关联，将该设计三维模型按照逆向机械加工顺序补充建模至毛坯，并给该过程的不同机加工艺阶段的中间工序模型进行时间戳标识；

0.6)生成粗略的工序模型：打开零组件加工工艺下总中间工序模型的UGpart数据集，通过UG软件管理待定组件功能加载工序中的UGpart数据集和总中间工序模型；每道工序装配总中间工序模型，利用时间戳的方法查找总中间工序模型在建模过程中的不同机械加工工艺阶段的中间工序模型的标识，从而生成粗略的工序模型；

0.7)建立精确的工序模型：通过UG软件中的直接建模菜单与特征建模菜单，对上述的粗略的工序模型进行补充建模；工序模型中的基准、加工内容应按实际加工尺寸进行建立，其余内容尽量按实际加工进行建立，保持与加工状态基本一致，最终形成零组件加工工艺每道工序所需的精确工序模型；

所述三维工艺结构树包括总工艺，所述总工艺下包括零组件加工工艺、铸造工艺、热表处理工艺，所述零组件加工工艺包括工序结构树和总中间工序模型；所述工序结构树是零件由毛坯原材料加工至产品设计要求的工序流水节点总和，所述工序流水节点是根据不同的工序类型建立，所述工序类型分为通用工序、检验工序、材料工序、数控工序，所述工序结构树中每道工序下包括所使用的工序资源，所述总中间工序模型是零件由毛坯原材料加工至产品设计要求的所有工序模型的总和；

1)在零组件加工工艺每道工序建立的工序模型基础上，标注尺寸、公差及其它制造信息产生工序要求；

2)工序内容视图命名：对工序模型进行三维标注，产生工序内容，工序模型和三维标注采用视图结构树的方式组织；

3)工序内容三维标注的设置：

3.1)预设置：

3.2)三维标注颜色设置：

3.3)三维标注基准设置：

3.4)尺寸标注；

4)三维标注的表现原则：

4.1)先反映工序内容整体信息，加工基准、工序加工内容、计量基准、加工要求说明信息；根据工序信息总图标注的工步视图符号，分别在相应工步视图标注工步信息；

4.2)根据工步视图标注的剖视符号，分别在相应剖视图中标注具体剖视工步信息；

4.3)在模型视图结构窗口增加计量、检验、工装标签栏，并分别填写计量要求、检验要求和测量某尺寸的对应工装；

5)工序内容的编制：

5.1)通用工序的编制：

5.1.1)简单的通用工序编制：

一个视图能够清楚描述工序内容的只需一个视图即可，如果不能，分视图进行描述；

5.1.2)复杂的通用工序编制：

复杂的通用工序用分视图描述工序内容；

5.2)材料工序的编制：

一个视图能够清楚描述工序内容的只需一个视图即可，如果不能，分视图进行描述；

5.3)数控工序的编制：

数控工序视图结构树依据工序总图、工步视图、工步剖视图的顺序建立，具体步骤如下：

5.3.1)数控工序先表达本工序的整体信息，整体信息包括本工序测量、定位、编程基准，用工步视图名称注释的整体加工内容，加工要求说明内容；

5.3.2)基于整体信息的表达，来完成与工序总图加工内容注释对应的工步信息内容的编制，按照加工工步的命名规则，分别用视图名称对应加工工步；

5.3.2)基于工步信息的表达，最后表达相应剖视图信息；

5.3.3)计量信息在需要计量的三维标注PMI标注标签部位注明“是”，表示位置尺寸首件计量合格后由程序保证；

5.3.4)检验信息在需要检验的三维标注PMI标注标签部位注明“100％检验”或“抽检”；对于“抽检”的尺寸应为在加工时容易控制的，应对在10件以内的零组件进行首件检验，10件以上、25件以下的零组件进行首末件检验，25件以上的零组件进行首、中、末件检验；

5.4)检验工序的编制：检验工序只进行检查零件外观，如毛刺、压伤、划伤、碰伤和油路系统等内容，其编制方法与数控工序相同。

2.根据权利要求1所述的零件加工的三维标注方法，其特征在于：所述步骤1)中视图结构树中的视图按顺序排列，以及各个视图的命名在编制时按以下规则命名：