CN101976466A - 一种三维便携工艺文件的生成方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维便携工艺文件的生成方法，依次包括：按需求定制并生成工艺卡片模板；确定用于仿真的三维产品模型并轻量化；进行加工过程和装配过程的仿真，形成具有仿真信息的三维模型；基于工艺卡片模板建立空白的工艺文件；依次向工艺文件输入工艺指令描述信息、工艺指令图片和动画内容和三维仿真模型；在工艺文件中生成相应的内嵌式控制指令代码；将仿真模型的控制指令代码与相应的工序内容对应关联起来；最终生成工艺文件并保存为PDF格式。本发明提高了各种操作指令描述的精确性，使得工艺文件仍然保持较小的体积，能够提高制造企业工艺文件格式的标准化程度，并有效降低制造企业信息化运行成本。

Description

一种三维便携工艺文件的生成方法

技术领域

本发明涉及一种工艺文件生成方法。

背景技术

目前制造企业所使用的工艺文件的主要格式可以分为两种，一种是基于图形平台的CAD图形格式，一种是基于办公软件平台的DOC文档格式。CAD格式和DOC格式的工艺文件的生成主要步骤如下：

1)制作工艺卡片模板；

2)基于模板输入工艺指令的文字描述信息；

3)基于模板插入工艺指令图片和动画信息；

4)将包含完整工艺信息的工艺卡片模板输出为工艺文件；

5)在安装有特定工艺信息系统的客户端浏览工艺文件。

这两种格式主要存在如下几个问题：(1)只能包含文字、图片、动画等静态的二维信息，无法包含工艺过程的动态仿真内容，因而既无法准确的表达加工或者装配过程中的操作步骤，也无法通过交互方式深入查看一些无法用文字表示的加工或者装配过程；(2)如果包含图片或者动画过多，则会导致文件体积过大，不便于在网络上进行传输和浏览；(3)需要在客户端安装专用工艺信息系统，才能在客户端进行工艺文件的浏览和操作，导致企业的应用成本较高。

发明内容

为了克服现有技术无法包含动态仿真内容、体积过大和需要专用工艺信息系统的不足，本发明提供一种三维便携工艺文件生成方法，将加工与装配过程的三维仿真模型插入工艺文件，提高描述制造过程各种操作指令描述的精确性，并使得工艺指令具有基于三维模型的交互操作能力；将加工与装配过程的三维仿真模型进行轻量化处理，使得插入三维仿真模型的工艺文件仍然保持较小的体积，便携性增强，便于在网络进行传递和共享；采用通用的、标准化的便携式文档格式(Portable Document Format，PDF)生成工艺文件，不需要特定的工艺信息系统即可完成对其的浏览和交互，能够提高制造企业工艺文件格式的标准化程度，并有效降低制造企业信息化运行成本。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案包括以下步骤：

1)按需求定制并生成工艺卡片模板；

2)确定用于仿真的三维产品模型；

3)将上述模型基于U3D标准进行轻量化处理，减小三维模型体积，为工艺文件的便携性做准备；

4)基于轻量化三维模型进行加工过程和装配过程的仿真，形成具有仿真信息的三维模型；

5)基于工艺卡片模板建立空白的工艺文件；

6)向空白的工艺文件输入常规的文本形式的工艺指令描述信息；

7)向步骤6)得到的工艺文件输入工艺指令图片和动画内容；

8)将三维仿真模型插入到向步骤7)得到的工艺文件中；

9)根据仿真过程的每一个操作，在步骤8)得到的工艺文件中生成相应的内嵌式控制指令代码；

10)将仿真模型的控制指令代码与相应的工序内容对应关联起来，这样可以通过每一道工序交互式查看对应的完整的仿真过程；

11)最终生成包含文本、图片、动画、三维模型及其控制指令的工艺文件，保存为PDF格式的三维便携工艺文件。

本发明的有益效果是：本发明集成多种离散多媒体工艺信息，以结构化的方式显示给一线工作人员，可以跨平台，跨系统，低配置要求浏览；本发明建立三维便携式工艺文件界面认知模型，认知包括感知与注意、知识表示、记忆与学习、语言、问题求解和推理等方面，目的是为了从某些方面探索和研究三维便携工艺文件用户的思维机制，特别是使用者的信息处理机制、设计体系结构和技术方法。通过多媒体界面给用户提供具体的对象，从具体对象、内容中让学习者归纳出抽象的概念或原理，或用模拟系统来引导出抽象的原理。尽可能利用数字、图解、动画、色彩及3D等对象显示原理或抽象的概念，突出人机交互，尽量启发用户的积极思维和参与，并激起用户的学习和创造欲望。考虑用户的个别差异使用用户语言。本发明采用PDF格式，在数据存储和传输上有更多选择，增加文档精确性；在PDF中写入包含动画的轻量化3D模型，用户可以交互式操作了解更多工艺信息；本发明自动生成交互式控制动画的脚本文件，将三维模型动画步骤与工艺步骤联系起来，使用户在读取文字信息的时候可以与3D模型交互，观看相关工艺步骤的3D动画；

三维仿真模型对应的控制指令的生成，能够将制造过程中的每一个操作以确定的指令的进行精确控制，从而不需要插入庞大的动画，只需要插入轻量化模型，进而即可用控制指令控制三维模型动态生成仿真动画过程，确保了三维工艺文件的便携性；

仿真模型控制指令代码与文本工序的对应关联，能够确保每一道工序所涉及的制造过程均能和相应的制造工序一一对应，再结合三维模型的各种旋转、移动等操作，使工艺指令具有精确的交互能力，从静态的工艺指令转变为动态的工艺指令。

而使用本技术生成的工艺文件集成多种工艺信息，如文字工艺步骤描述，关键指示图片，轻量化三维工艺模型，交互式三维工艺步骤动画演示等，由二维向三维做出了关键性的延伸，能够准确表达加工或者装配过程。包含的三维模型和仿真动画都是轻量化，具有体积小、易传输、对硬件要求低等特点。无需购买安装特殊客户端用于浏览，仅仅需要安装免费的Acrobat Reader。

在面向大型、复杂的产品加工与装配过程时，该方法所生成的工艺文件能够将复杂的装配、加工等过程直观的表达出来，提供交互的手段，表达详细、真实、全面的制造指令信息和制造过程细节，能够快捷、清晰的指导制造过程或者维修过程；能够面向产品的整个生命周期，以便携的形式进行工艺指令信息的共享和工艺指令支持，并确保工艺指令的精确性和完整性；同时基于标准的PDF文档格式，不需要专用的工艺信息系统支持，能够有效地降低制造企业工艺信息化的应用成本。

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

附图说明

图1是三维便携工艺文件生成技术结构图。

图2是本发明所述方法的流程图。

具体实施方式

按照图2所示，本发明包括以下步骤：

1)基于Aspose pdf按需求定制并生成工艺卡片模板；

2)确定用于仿真的三维产品模型；

3)采用三维CAD软件将上述模型基于U3D标准进行轻量化处理，减小三维模型体积，为工艺文件的便携性做准备；

4)应用三维CAPP软件基于轻量化三维模型进行加工过程和装配过程的仿真，形成具有仿真信息的三维模型；

5)基于工艺卡片模板建立空白的工艺文件；

6)通过三维CAPP软件向空白的工艺文件输入常规的文本形式的工艺指令描述信息；

7)通过三维CAPP软件向工艺文件输入工艺指令图片和动画内容；

8)通过三维CAPP软件将三维仿真模型插入到工艺文件中；

9)根据仿真过程的每一个操作，由三维CAPP软件在工艺文件中生成相应的内嵌式控制指令代码；

10)通过三维CAPP软件将仿真模型的控制指令代码与相应的工序内容对应关联起来，这样可以通过每一道工序交互式查看对应的完整的仿真过程；

11)生成包含了文本、图片、动画、三维模型及其控制指令的工艺文件，保存为PDF格式的三维便携工艺文件。

以生成右机翼的装配工艺卡片实例：将256M的CATIA三维机翼模型用3DCAPPFramework轻量化后只有6M，并进行机翼装配过程仿真，生成三维机翼装配过程动画。依据3D CAPP Framework生成的XML文件及工艺卡片模板生成文字工序内容并插入必须的图片及影音文件。然后在工艺卡片中写入轻量化后的机翼三维模型，并用关联模式化的动画控制代码。最后做模型动画与文字工序的必要关联，然后保存就可以下发到车间供工人装配时查看。这个过程使工艺卡片的便携性大为提高，也具备面向三维模型的交互能力，如点击某特定文字工序，界面跳转到三维模型界面并做相应的工序内容三维动画演示，演示完按返回按钮跳回文字工序界面。使用该技术生成的在车间和维修现场的客户端计算机上可以直接浏览，而无需特定工艺信息系统的支持。

Claims (1)

1.一种三维便携工艺文件的生成方法，其特征在于包括下述步骤：

1)按需求定制并生成工艺卡片模板；

2)确定用于仿真的三维产品模型；

3)将上述模型基于U3D标准进行轻量化处理，减小三维模型体积，为工艺文件的便携性做准备；

4)基于轻量化三维模型进行加工过程和装配过程的仿真，形成具有仿真信息的三维模型；

5)基于工艺卡片模板建立空白的工艺文件；

6)向空白的工艺文件输入常规的文本形式的工艺指令描述信息；

7)向步骤6)得到的工艺文件输入工艺指令图片和动画内容；

8)将三维仿真模型插入到向步骤7)得到的工艺文件中；

9)根据仿真过程的每一个操作，在步骤8)得到的工艺文件中生成相应的内嵌式控制指令代码；

10)将仿真模型的控制指令代码与相应的工序内容对应关联起来，这样可以通过每一道工序交互式查看对应的完整的仿真过程；

11)最终生成包含文本、图片、动画、三维模型及其控制指令的工艺文件，保存为PDF格式的三维便携工艺文件。