CN103729512A - 三维工艺建模方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维工艺建模方法及装置。其中，该方法包括：获取第一工序的第一工序模型；使用第二工序的工序内容更新第一工序模型得到第二工序模型；保存第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型。采用本发明，解决了现有技术中三维设计模型或三维工序模型中的一道工序变更时，三维工序模型都需要手工变更，三维工序模型的变更容易出错且效率低从而导致三维工艺模型出错率高的问题，实现了当其中一个三维工序模型的变更时，三维工艺模型中的其他工序模型都会自动地随之改变，三维工艺模型的变更速度快准确率高。

Description

三维工艺建模方法及装置

技术领域

本发明涉及三维数据处理领域，具体而言，涉及一种三维工艺建模方法及装置。

背景技术

随着三维CAD技术以及MBD（Model Based Definition，基于模型的工程定义）的推广普及，航空、航天、汽车、工程机械、电子等高端装备制造业的设计部门正在采用全三维的设计手段，三维设计数据已经成为产品设计数据的数据源，设计部门的全三维模型下发要求工艺部门必须采用相应的技术手段解决如何基于全三维模型开始工艺设计的问题，制造部门也必须要考虑如何基于三维的设计、工艺数据解决其制造过程问题。

在零件的生产制造过程中，机械加工是最重要的生产手段，指导机械加工的机加工艺设计也就成为非常重要的工艺设计类型。机加工艺设计都是以工序为单位展开的，在以二维的工艺卡片为主的工艺设计方法中，工艺、工序的描述都是文字或二维的图形，在三维工艺设计中的工序描述都是基于三维的，如何基于三维的手段快速建立工序模型就成为三维机加工艺设计的关键问题。

基于上述问题，美国机械工程师协会于1997年在波音公司的协助下开始了有关MBD标准的研究和制定工作，并于2003年将其批准为机械产品工程模型的定义标准，是以三维实体模型作为唯一制造依据的标准。MBD是一个用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息的方法体，它详细规定了三维实体模型中产品尺寸、公差的标注规则和工艺信息的表达方法。MBD的主导思想不只是简单地将二维图纸的信息反映到三维数据中，而是充分利用三维模型所具备的表现力，去探索便于用户理解且更具效率的设计信息表达方式，并且MBD改变了传统用三维模型描述几何形状信息的方法，而用二维工程图纸来定义尺寸、公差和工艺信息的分步产品数字化定义方法，与此同时，MBD使三维模型作为生产制造过程中的唯一依据，改变了传统以工程图纸为主、以三维实体模型为辅的制造方法。

此外，有关三维工程标注和三维制造信息的国家标准：GBT24734.1-2009技术产品文件数字化产品定义数据通则，已于2010年开始颁布实施，此标准的实施将有助于推动三维设计数据的标准化以及三维设计数据在工艺和制造过程的使用。

为解决三维工艺设计的问题，很多企业都在进行相关尝试，尝试的重点都是基于商品化的三维CAD软件进行工艺设计。

然而，商品化的三维CAD软件是面向设计人员进行功能设计和开发的，不能满足工艺人员的工艺设计需求，工艺人员不能利用设计人员提供的三维设计模型，工艺人员需要根据设计人员提供的三维设计模型重新建立工序模型，并且在设计模型变更或某一工序模型变更时，后续的工序模型都需要手工变更，容易出错，效率也很低。

针对现有技术中三维设计模型或三维工序模型中的一道工序变更时，三维工序模型都需要手工变更，三维工序模型的变更容易出错且效率低从而导致三维工艺模型出错率高的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中三维设计模型或三维工序模型中的一道工序变更时，三维工序模型都需要手工变更，三维工序模型的变更容易出错且效率低从而导致三维工艺模型出错率高的问题，目前尚未提出有效的解决方案，为此，本发明的主要目的在于提供一种三维工艺建模方法及装置，以解决上述问题。

为了实现上述目的，根据本发明的一个方面，提供了一种三维工艺建模方法，该方法包括：获取第一工序的第一工序模型；使用第二工序的工序内容更新第一工序模型得到第二工序模型；保存第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型。

进一步地，使用第二工序的工序内容更新第一工序模型得到第二工序模型的步骤包括：创建第二工序；将第一工序模型作为源模型；提取源模型中的第一属性数据；使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据；使用第二属性数据更新源模型得到第二工序模型。

进一步地，使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据的步骤包括：获取第一工序与第二工序的部件之间的关系式；通过关系式对工序内容和第一属性数据进行工序特征计算得到第二属性数据。

进一步地，保存第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型的步骤包括：在第二工序模型内记录源模型的第一标识和修改次数；将第一工序与第二工序的部件之间的对应关系保存入第二工序模型；将第二工序模型的第二标识保存入关联关系表；保存源模型、第二工序模型、关联关系以及关联关系表，得到三维工艺模型。

进一步地，第一工序为在对目标对象加工的过程中的最后一道工序，获取第一工序的第一工序模型的步骤包括：读取预存的目标对象的三维设计模型；将三维设计模型作为第一工序模型；第二工序为在对目标对象加工的过程中执行第一工序之前的加工工序，使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据的步骤包括：按照增料方式使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据。

进一步地，获取第一工序的第一工序模型的步骤包括：提取第一工序的第一属性数据；根据第一属性数据创建第一工序模型；第二工序为在对目标对象加工的过程中执行第一工序之后的加工工序，使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据的步骤包括：按照除料方式使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据。

为了实现上述目的，根据本发明的另一方面，提供了一种三维工艺建模装置，该装置包括：获取模块，用于获取第一工序的第一工序模型；更新模块，用于使用第二工序的工序内容更新第一工序模型得到第二工序模型；保存模块，用于保存第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型。

进一步地，更新模块包括：第一创建模块，用于创建第二工序；确定模块，用于将第一工序模型作为源模型；第一提取模块，用于提取源模型中的第一属性数据；修改模块，用于使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据；更新模块，用于使用第二属性数据更新源模型得到第二工序模型。

进一步地，修改模块包括：关系获取模块，用于获取第一工序与第二工序的部件之间的关系式；计算模块，用于通过关系式对工序内容和第一属性数据进行工序特征计算得到第二属性数据。

进一步地，保存模块包括：第一记录模块，用于在第二工序模型内记录源模型的第一标识和修改次数；

第一子保存模块，用于将第一工序与第二工序的部件之间的对应关系保存入第二工序模型；第二子保存模块，用于将第二工序模型的第二标识保存入关联关系表；第三子保存模块，用于保存源模型、第二工序模型、关联关系以及关联关系表，得到三维工艺模型。

进一步地，第一工序为在对目标对象加工的过程中的最后一道工序，获取模块包括：读取模块，用于读取预存的目标对象的三维设计模型；模型获取模块，用于将三维设计模型作为第一工序模型；第二工序为在对目标对象加工的过程中执行第一工序之前的加工工序，修改模块包括：第一子修改模块，用于按照增料方式使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据。

进一步地，获取模块包括：第二提取模块，用于提取第一工序的第一属性数据；第二创建模块，用于根据第一属性数据创建第一工序模型；第二工序为在对目标对象加工的过程中执行第一工序之后的加工工序，修改模块包括：第二子修改模块，用于按照除料方式使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据。

采用本发明，在获取第一工序的第一工序模型之后，使用第二工序的工序内容更新第一工序模型得到第二工序模型，然后保存第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型。通过上述方案得到的三维工艺模型，由于第二工序模型是在第一工序模型的基础上得到的，并且三维工艺模型中保存着两个工序模型的关联关系，在三维工艺模型中的一道工序发生变化的情况下，与发生变化的工序模型具有关联关系的工序模型也会随之改变，解决了现有技术中三维设计模型或三维工序模型中的一道工序变更时，三维工序模型都需要手工变更，三维工序模型的变更容易出错且效率低从而导致三维工艺模型出错率高的问题，实现了当其中一个三维工序模型的变更时，三维工艺模型中的其他工序模型都会自动地随之改变，三维工艺模型的变更速度快准确率高。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的三维工艺建模装置的结构示意图；以及

图2是根据本发明实施例的三维工艺建模方法的流程图。

具体实施方式

首先，在对本发明实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：

工艺：使各种原材料、半成品成为产品的方法和过程。

工艺过程：改变生产对象的形状、尺寸、相对位置或性质等，使其成为成品或半成品的过程。工艺过程由多个工序组成，工序的先后顺序代表着生产制造的先后顺序。

工序：一个或一组工人，在一个工作地对同一个或同时对几个工件所连续完成的那一部分工艺过程。工序的单位为“道”，一道工序就是指一个工序。

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

图1是根据本发明实施例的三维工艺建模装置的结构示意图。如图1所示，该装置可以包括：获取模块10，用于获取第一工序的第一工序模型；更新模块30，用于使用第二工序的工序内容更新第一工序模型得到第二工序模型；保存模块50，用于保存第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型。

采用本发明，在获取模块获取第一工序的第一工序模型之后，更新模块使用第二工序的工序内容更新第一工序模型得到第二工序模型，然后保存模块保存第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型。通过上述方案得到的三维工艺模型，由于第二工序模型是在第一工序模型的基础上得到的，并且三维工艺模型中保存着两个工序模型的关联关系，在三维工艺模型中的一道工序发生变化的情况下，与发生变化的工序模型具有关联关系的工序模型也会随之改变，解决了现有技术中三维设计模型或三维工序模型中的一道工序变更时，三维工序模型都需要手工变更，三维工序模型的变更容易出错且效率低从而导致三维工艺模型出错率高的问题，实现了当其中一个三维工序模型的变更时，三维工艺模型中的其他工序模型都会自动地随之改变，三维工艺模型的变更速度快准确率高。

在本发明的上述实施例中，更新模块可以包括：第一创建模块，用于创建第二工序；确定模块，用于将第一工序模型作为源模型；第一提取模块，用于提取源模型中的第一属性数据；修改模块，用于使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据；更新模块，用于使用第二属性数据更新源模型得到第二工序模型。

根据本发明的上述实施例，修改模块可以包括：关系获取模块，用于获取第一工序与第二工序的部件之间的关系式；计算模块，用于通过关系式对工序内容和第一属性数据进行工序特征计算得到第二属性数据。

在本发明的上述实施例中，保存模块可以包括：第一记录模块，用于在第二工序模型内记录源模型的第一标识和修改次数；第一子保存模块，用于将第一工序与第二工序的部件之间的对应关系保存入第二工序模型；第二子保存模块，用于将第二工序模型的第二标识保存入关联关系表；第三子保存模块，用于保存源模型、第二工序模型、关联关系以及关联关系表，得到三维工艺模型。

根据本发明的上述实施例，第一工序为在对目标对象加工的过程中的最后一道工序，获取模块包括：读取模块，用于读取预存的目标对象的三维设计模型；模型获取模块，用于将三维设计模型作为第一工序模型；第二工序为在对目标对象加工的过程中执行第一工序之前的加工工序，修改模块包括：第一子修改模块，用于按照增料方式使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据。

具体地，目标对象可以为毛坯，可以为该毛坯新建一个三维工艺模型（在该实施例中新建的三维工艺模型是空的），在三维加工工艺中导入提供的预设的零件的三维设计模型，可以将该模型称之为零件模型。在该实施例中第一工序为对零件加工的过程中执行的最后一道加工工序。在完成三维工艺模型的创建之后可以根据该模型将毛坯加工成成品（如：零件）。

在三维加工工艺中在第一工序之前新建第二工序，编辑第二工序的第二属性数据，其中第二属性数据包括：第二工序的工序名称、工序内容、设备、工装、工时等数据，建立该工序的第二工序模型与零件模型的关联关系，具体的实现过程如下：

（1）复制零件模型为初始的第二工序模型。

（2）在初始的第二工序模型中记录第一工序模型内的修改次数和第一工序模型的第一标识。其中，第一工序模型内的修改次数可以是用于表示对零件进行加工的次数，该修改次数可以用常数表示。

（3）在初始的第二工序模型中建立映射表，记录第二工序模型与第一工序模型的部件之间的对应关系。其中，部件包括：装配、零件、体。

在建立第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系之后，将第一工序模型、第二工序模型、关联关系保存入三维工艺模型的关系表中，并且将第二工序的第二标识保存入关系表中。其中，关系表可以是在新建三维工艺模型时新建的关系表，该关系表用于记录该三维工艺模型内关联的工序模型之间先后顺序和关系。

其中，设计人员可以通过三维CAD软件完成对成品的设计，设计完成的结果可以保存为三维设计模型，三维工艺模型中包括将目标对象（即毛坯）加工成成品（成品可以是零件）的过程的各个加工程序（即工序）的数据。如，第一工序数据即为将目标对象加工成成品的过程中的第一工序的数据，第一工序数据包括多个第一属性数据，这些属性数据还可以包括对零件加工的各个特征，如轴、面、孔、槽的属性数据，更具体地，属性数据可以包括面的长和宽的数据。

上述实施例中的每个属性数据均可以具有一个唯一的属性ID，通过第一工序与第二工序的部件之间的关联关系可以通过建立第一属性数据的ID与第二属性数据的ID之间的关联来实现。

具体地，可以直接从三维CAD设计软件中读取设计人员提供的三维设计模型，并将其作为三维工序模型的最后一道工序数据，此三维设计模型中的每一个属性都有一个唯一的属性ID作为标识，在三维工序模型的最后一道工序（在本实施例中为第一工序）的基础上，通过“增料”建模的方式建立前一道工序的三维工序模型，此时增加的工序属性都有新的属性ID，并且将记录第二工序的属性的标识与第一工序的属性的标识之间的关联关系，依此往复，直至建到首道工序为止。另外，可以对三维工艺模型中的每道工序均建立一个三维工序模型。

在本发明提供的另一实施例中，第一工序是对目标对象（如，零件）进行加工的过程中的中间的一道工序，在第一工序前插入第二工序，也即，第二工序为在对目标对象加工的过程中执行第一工序之前的加工工序，建立第一工序模型和第二工序模型之间的关联关系，并将第一工序模型和第二工序模型及其之间的关联关系保存入上述实施例的关系表中。具体地，可以通过如下方法实现：

（1）复制第一工序模型（称之为源模型）为第二工序的初始的第二工序模型（称之为目标模型）。

（2）在目标模型中记录源模型内用于表示其修改次数的常数，记录源模型的唯一标识。

（3）在目标模型内，记录目标模型与源模型之间复制前与复制后的装配、零件、体之间的对应关系。

（4）将当前工序标识插入到三维加工工艺中记录该工艺内关联的工序模型之间先后顺序和关系的关系表中。

通过上述步骤建立第一工序模型和第二工序模型之间的关联关系。在建立第一工序模型和第二工序模型之后，按照增料方式使用第二工序的工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据。

具体地，从第一工序模型中提取第一属性数据，获取第一工序与第二工序的部件之间的关系式，按照增料的方式通过关系式对工序内容和第一属性数据进行工序特征计算得到第二属性数据。

具体地，编辑第二工序的工序名称、工序内容、设备、工装、工时等第二属性数据，根据第二工序的加工内容按照“增料”方式修改初始的第二工序模型（即第一工序模型）得到第二工序模型。

例如，第二工序的工序内容是：将一根轴由φ22车成φ20，此时第二工序的工序模型中轴的直径是φ20（在该实施例中是将第一工序模型作为源模型，即复制第一工序模型作为初始的第二工序模型），基于第一工序模型建立第二工序模型，就是在φ20的基础上将轴“增料”至φ22。在该实施例中，第一工序和第二工序的部件之间的关系式即为φ20与φ22之间的计算式，第一工序和第二工序的部件（如：轴）之间的关系式即为上述的增料式。按照上述增料式对工序内容和第一属性数据计算，分别调整第一属性数据中的设备、工装以及工时等数据得到第二属性数据。使用第二属性数据更新第一工序模型得到第二工序模型。

具体地，上述实施例为逆序进行工序设计和建模的过程，在该实施例中选择“增料”建模的原因是：一个零件是按照工序的先后顺序采用“除料”的方式由毛坯加工成最终的零件的，因此在逆序工艺设计过程中，前道工序相对于后道工序就是增料。

在本发明的上述实施例中，获取模块包括：第二提取模块，用于提取第一工序的第一属性数据；第二创建模块，用于根据第一属性数据创建第一工序模型；第二工序为在对目标对象加工的过程中执行第一工序之后的加工工序，修改模块包括：第二子修改模块，用于按照除料方式使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据。

在三维加工工艺中新建第一工序，从读取第一工序的第一属性数据，其中，第一属性数据可以包括：第一工序的工序名称、工序内容、设备、工装、工时等数据，编辑第一工序的第一属性数据以创建第一工序模型。将第一工序的第一标识插入到三维工艺模型中记录该工艺内关联的工序模型之间先后顺序和关系的关系表中。

创建第二工序，建立第二工序模型与第一工序模型之间的关联关系，关联操作的具体实现过程如下：

（1）复制第一工序模型（称之为源模型）为第二工序的初始的第二工序模型（称之为目标模型）。

（2）在目标模型中记录源模型内用于表示其修改次数的常数，记录源模型的唯一标识。

（3）在目标模型内，记录目标模型与源模型之间复制前与复制后的装配、零件、体之间的对应关系。

（4）将当前工序标识插入到三维加工工艺中记录该工艺内关联的工序模型之间先后顺序和关系的关系表中。

通过上述步骤建立第一工序模型和第二工序模型之间的关联关系。在建立第一工序模型和第二工序模型之后，按照除料方式使用第二工序的工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据。

具体地，编辑第二工序的工序名称、工序内容、设备、工装、工时等第二属性数据，根据第二工序的加工内容按照“除料”方式修改初始的第二工序模型（即第一工序模型）得到第二工序模型。更具体地，在该实施例中选择“除料”建模的原因是：一个零件是按照工序的先后顺序采用“除料”的方式由毛坯加工成最终的零件的。

该实施例为顺序进行工序设计和建模的过程，在本发明的上述实施例中，具体可以根据需要先顺序再逆序建立三维工艺模型，也可以先逆序再顺序建立三维工艺模型，也可以顺序、逆序交叉进行得到三维工艺模型。

通过本发明的上述实施例建立的三维工艺模型，当删除工序模型时，都要将在三维加工工艺中记录的该工艺内关联的工序模型之间先后顺序和关系的关系表中的工序标识删除掉，除此之外还有以下几种情况：

（1）删除首道或最后一道工序模型：根据首道工序或最后一道工序模型是源模型还是目标模型来确定具体的行为，如首道工序模型是源模型，则将该工序后一道工序模型中记录的有关删除掉的工序模型的修改次数常数，模型的唯一标识，部件（如装配、零件、体）之间的对应关系等清除掉；如首道工序模型是目标模型，则该本工序模型删除掉即可。

（2）删除中间工序模型：根据三维加工工艺中记录的该工艺内关联的工序模型之间先后顺序的关系表，在此工序模型的之的工序模型中记录该工序模型之前工序模型的修改次数常数，模型的唯一标识，记录之前工序与之后工序模型内部件（如装配、零件、体）之间的对应关系。

（3）当修改工序模型时，通过三维加工工艺中的关系表可以找到关联该工序模型的工序模型，根据该工序模型的修改结果以及关联工序模型内记录的部件（如装配、零件、体）的对应关系，将对应的装配、零件、体也做相应的修改；上述修改、更新动作可以在所有工序间传播，实现工序模型修改后关联的工序模型自动更改。

通过本发明的上述实施例建立的三维工艺模型，当插入工序模型时，可以使用上述实施例中的建立工序模型的方法插入新的工序模型。

图2是根据本发明实施例的三维工艺建模方法的流程图，如图2所示该方法包括如下步骤：

步骤S202，获取第一工序的第一工序模型。

步骤S204，使用第二工序的工序内容更新第一工序模型得到第二工序模型。

步骤S206，保存第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型。

采用本发明，在获取第一工序的第一工序模型之后，使用第二工序的工序内容更新第一工序模型得到第二工序模型，然后保存第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型。通过上述方案得到的三维工艺模型，由于第二工序模型是在第一工序模型的基础上得到的，并且三维工艺模型中保存着两个工序模型的关联关系，在三维工艺模型中的一道工序发生变化的情况下，与发生变化的工序模型具有关联关系的工序模型也会随之改变，解决了现有技术中三维设计模型或三维工序模型中的一道工序变更时，三维工序模型都需要手工变更，三维工序模型的变更容易出错且效率低从而导致三维工艺模型出错率高的问题，实现了当其中一个三维工序模型的变更时，三维工艺模型中的其他工序模型都会自动地随之改变，三维工艺模型的变更速度快准确率高。

根据本发明的上述实施例，使用第二工序的工序内容更新第一工序模型得到第二工序模型的步骤可以包括：创建第二工序；将第一工序模型作为源模型；提取源模型中的第一属性数据；使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据；使用第二属性数据更新源模型得到第二工序模型。

具体地，使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据的步骤可以包括：获取第一工序与第二工序的部件之间的关系式；通过关系式对工序内容和第一属性数据进行工序特征计算得到第二属性数据。

在本发明的上述实施例中，保存第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型的步骤包括：在第二工序模型内记录源模型的第一标识和修改次数；将第一工序与第二工序的部件之间的对应关系保存入第二工序模型；将第二工序模型的第二标识保存入关联关系表；保存源模型、第二工序模型、关联关系以及关联关系表，得到三维工艺模型。

根据本发明的上述实施例，第一工序为在对目标对象加工的过程中的最后一道工序，获取第一工序的第一工序模型的步骤可以包括：读取预存的目标对象的三维设计模型；将三维设计模型作为第一工序模型。

在本发明的上述实施例中，第二工序为在对目标对象加工的过程中执行第一工序之前的加工工序，使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据的步骤可以包括：按照增料方式使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据。

具体地，目标对象可以为毛坯，可以为该毛坯新建一个三维工艺模型（在该实施例中新建的三维工艺模型是空的），在三维加工工艺中导入提供的预设的零件的三维设计模型，可以将该模型称之为零件模型。在该实施例中第一工序为对零件加工的过程中执行的最后一道加工工序。在完成三维工艺模型的创建之后可以根据该模型将毛坯加工成成品（如：零件）。

在三维加工工艺中在第一工序之前新建第二工序，编辑第二工序的第二属性数据，其中第二属性数据包括：第二工序的工序名称、工序内容、设备、工装、工时等数据，建立该工序的第二工序模型与零件模型的关联关系，具体的实现过程如下：

（1）复制零件模型为初始的第二工序模型。

（2）在初始的第二工序模型中记录第一工序模型内的修改次数和第一工序模型的第一标识。其中，第一工序模型内的修改次数可以是用于表示对零件进行加工的次数，该修改次数可以用常数表示。

（3）在初始的第二工序模型中建立映射表，记录第二工序模型与第一工序模型的部件之间的对应关系。其中，部件包括：装配、零件、体。

在建立第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系之后，将第一工序模型、第二工序模型、关联关系保存入三维工艺模型的关系表中，并且将第二工序的第二标识保存入关系表中。其中，关系表可以是在新建三维工艺模型时新建的关系表，该关系表用于记录该三维工艺模型内关联的工序模型之间先后顺序和关系。

其中，设计人员可以通过三维CAD软件完成对成品的设计，设计完成的结果可以保存为三维设计模型，三维工艺模型中包括将目标对象（即毛坯）加工成成品（成品可以是零件）

的过程的各个加工程序（即工序）的数据。如，第一工序数据即为将目标对象加工成成品的过程中的第一工序的数据，第一工序数据包括多个第一属性数据，这些属性数据还可以包括对零件加工的各个特征，如轴、面、孔、槽的属性数据，更具体地，属性数据可以包括面的长和宽的数据。

上述实施例中的每个属性数据均可以具有一个唯一的属性ID，通过第一工序与第二工序的部件之间的关联关系可以通过建立第一属性数据的ID与第二属性数据的ID之间的关联来实现。

具体地，可以直接从三维CAD设计软件中读取设计人员提供的三维设计模型，并将其作为三维工序模型的最后一道工序数据，此三维设计模型中的每一个属性都有一个唯一的属性ID作为标识，在三维工序模型的最后一道工序（在本实施例中为第一工序）的基础上，通过“增料”建模的方式建立前一道工序的三维工序模型，此时增加的工序属性都有新的属性ID，并且将记录第二工序的属性的标识与第一工序的属性的标识之间的关联关系，依此往复，直至建到首道工序为止。另外，可以对三维工艺模型中的每道工序均建立一个三维工序模型。

在本发明提供的另一实施例中，第一工序是对目标对象（如，零件）进行加工的过程中的中间的一道工序，在第一工序前插入第二工序，也即，第二工序为在对目标对象加工的过程中执行第一工序之前的加工工序，建立第一工序模型和第二工序模型之间的关联关系，并将第一工序模型和第二工序模型及其之间的关联关系保存入上述实施例的关系表中。具体地，可以通过如下方法实现：

（1）复制第一工序模型（称之为源模型）为第二工序的初始的第二工序模型（称之为目标模型）。

（2）在目标模型中记录源模型内用于表示其修改次数的常数，记录源模型的唯一标识。

（3）在目标模型内，记录目标模型与源模型之间复制前与复制后的装配、零件、体之间的对应关系。

（4）将当前工序标识插入到三维加工工艺中记录该工艺内关联的工序模型之间先后顺序和关系的关系表中。

通过上述步骤建立第一工序模型和第二工序模型之间的关联关系。在建立第一工序模型和第二工序模型之后，按照增料方式使用第二工序的工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据。

具体地，从第一工序模型中提取第一属性数据，获取第一工序与第二工序的部件之间的关系式，按照增料的方式通过关系式对工序内容和第一属性数据进行工序特征计算得到第二属性数据。

具体地，编辑第二工序的工序名称、工序内容、设备、工装、工时等第二属性数据，根据第二工序的加工内容按照“增料”方式修改初始的第二工序模型（即第一工序模型）得到第二工序模型。

例如，第二工序的工序内容是：将一根轴由φ22车成φ20，此时第二工序的工序模型中轴的直径是φ20（在该实施例中是将第一工序模型作为源模型，即复制第一工序模型作为初始的第二工序模型），基于第一工序模型建立第二工序模型，就是在φ20的基础上将轴“增料”至φ22。在该实施例中，第一工序和第二工序的部件之间的关系式即为φ20与φ22之间的计算式，第一工序和第二工序的部件（如：轴）之间的关系式即为上述的增料式。按照上述增料式对工序内容和第一属性数据计算，分别调整第一属性数据中的设备、工装以及工时等数据得到第二属性数据。使用第二属性数据更新第一工序模型得到第二工序模型。

具体地，上述实施例为逆序进行工序设计和建模的过程，在该实施例中选择“增料”建模的原因是：一个零件是按照工序的先后顺序采用“除料”的方式由毛坯加工成最终的零件的，因此在逆序工艺设计过程中，前道工序相对于后道工序就是增料。在本发明的上述实施例中，获取第一工序的第一工序模型的步骤包括：提取第一工序的第一属性数据；根据第一属性数据创建第一工序模型；第二工序为在对目标对象加工的过程中执行第一工序之后的加工工序，使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据的步骤可以包括：按照除料方式使用工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据。

在三维加工工艺中新建第一工序，从读取第一工序的第一属性数据，其中，第一属性数据可以包括：第一工序的工序名称、工序内容、设备、工装、工时等数据，编辑第一工序的第一属性数据以创建第一工序模型。将第一工序的第一标识插入到三维工艺模型中记录该工艺内关联的工序模型之间先后顺序和关系的关系表中。

创建第二工序，建立第二工序模型与第一工序模型之间的关联关系，关联操作的具体实现过程如下：

（1）复制第一工序模型（称之为源模型）为第二工序的初始的第二工序模型（称之为目标模型）。

（2）在目标模型中记录源模型内用于表示其修改次数的常数，记录源模型的唯一标识。

（3）在目标模型内，记录目标模型与源模型之间复制前与复制后的装配、零件、体之间的对应关系。

（4）将当前工序标识插入到三维加工工艺中记录该工艺内关联的工序模型之间先后顺序和关系的关系表中。

通过上述步骤建立第一工序模型和第二工序模型之间的关联关系。在建立第一工序模型和第二工序模型之后，按照除料方式使用第二工序的工序内容修改第一属性数据得到第二属性数据。

具体地，编辑第二工序的工序名称、工序内容、设备、工装、工时等第二属性数据，根据第二工序的加工内容按照“除料”方式修改初始的第二工序模型（即第一工序模型）得到第二工序模型。更具体地，在该实施例中选择“除料”建模的原因是：一个零件是按照工序的先后顺序采用“除料”的方式由毛坯加工成最终的零件的。

该实施例为顺序进行工序设计和建模的过程，在本发明的上述实施例中，具体可以根据需要先顺序再逆序建立三维工艺模型，也可以先逆序再顺序建立三维工艺模型，也可以顺序、逆序交叉进行得到三维工艺模型。

通过本发明的上述实施例建立的三维工艺模型，当删除工序模型时，都要将在三维加工工艺中记录的该工艺内关联的工序模型之间先后顺序和关系的关系表中的工序标识删除掉，除此之外还有以下几种情况：

（1）删除首道或最后一道工序模型：根据首道工序或最后一道工序模型是源模型还是目标模型来确定具体的行为，如首道工序模型是源模型，则将该工序后一道工序模型中记录的有关删除掉的工序模型的修改次数常数，模型的唯一标识，部件（如装配、零件、体）之间的对应关系等清除掉；如首道工序模型是目标模型，则该本工序模型删除掉即可。

（2）删除中间工序模型：根据三维加工工艺中记录的该工艺内关联的工序模型之间先后顺序的关系表，在此工序模型的之的工序模型中记录该工序模型之前工序模型的修改次数常数，模型的唯一标识，记录之前工序与之后工序模型内部件（如装配、零件、体）之间的对应关系。

（3）当修改工序模型时，通过三维加工工艺中的关系表可以找到关联该工序模型的工序模型，根据该工序模型的修改结果以及关联工序模型内记录的部件（如装配、零件、体）的对应关系，将对应的装配、零件、体也做相应的修改；上述修改、更新动作可以在所有工序间传播，实现工序模型修改后关联的工序模型自动更改。

通过本发明的上述实施例建立的三维工艺模型，当插入工序模型时，可以使用上述实施例中的建立工序模型的方法插入新的工序模型。

通过本申请的“逆序、顺序混合”建立三维工艺模型的方法，既可以按照工序从前到后的顺序，也可以按照工序从后到前的顺序进行工序设计和建模的方法，支持在某一工序模型变更时，后续的工序模型都可以自动变更，不出错，效率也高，并且可以解除工序模型之间的关联关系以及重建工序模型之间的关联关系，有效支持三维加工工艺设计过程，可以真正让三维工艺设计软件能为工艺人员所使用。

需要说明的是，在附图的流程图示出的步骤可以在诸如一组计算机可执行指令的计算机系统中执行，并且，虽然在流程图中示出了逻辑顺序，但是在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤。

其中，上述实施例中的修改次数主要用于判断源模型是否被修改：当源模型被修改后源模型内的此修改次数会递增，通过目标模型中记录的在生成此目标模型时刻的源模型的修改次数与当前源模型中记录的修改次数的比较就可以判断源模型是否被修改，当源模型修改时，目标模型也将跟随修改。工序标识是该工序的唯一标识，寻找关联的模型是通过一个关系表，在该关系表中记录了以源和目标工序标识为关键字的工序之间的关系（如源工序标识、目标工序标识）；当某一工序删除掉以后，其他地方记录的有关该工序的信息，如工序标识、修改次数的常数肯定要被清理掉，否则会导致混乱。

从以上的描述中，可以看出，本发明实现了如下技术效果：采用本发明，在获取第一工序的第一工序模型之后，使用第二工序的工序内容更新第一工序模型得到第二工序模型，然后保存第一工序模型与第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型。通过上述方案得到的三维工艺模型，由于第二工序模型是在第一工序模型的基础上得到的，并且三维工艺模型中保存着两个工序模型的关联关系，在三维工艺模型中的一道工序发生变化的情况下，与发生变化的工序模型具有关联关系的工序模型也会随之改变，解决了现有技术中三维设计模型或三维工序模型中的一道工序变更时，三维工序模型都需要手工变更，三维工序模型的变更容易出错且效率低从而导致三维工艺模型出错率高的问题，实现了当其中一个三维工序模型的变更时，三维工艺模型中的其他工序模型都会自动地随之改变，三维工艺模型的变更速度快准确率高。

显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块或各步骤可以用通用的计算装置来实现，它们可以集中在单个的计算装置上，或者分布在多个计算装置所组成的网络上，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种三维工艺建模方法，其特征在于，包括：

获取第一工序的第一工序模型；

使用第二工序的工序内容更新所述第一工序模型得到第二工序模型；

保存所述第一工序模型与所述第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型。

2.根据权利要求1所述的三维工艺建模方法，其特征在于，使用第二工序的工序内容更新所述第一工序模型得到第二工序模型的步骤包括：

创建所述第二工序；

将所述第一工序模型作为源模型；

提取所述源模型中的第一属性数据；

使用所述工序内容修改所述第一属性数据得到第二属性数据；

使用所述第二属性数据更新所述源模型得到所述第二工序模型。

3.根据权利要求2所述的三维工艺建模方法，其特征在于，使用所述工序内容修改所述第一属性数据得到第二属性数据的步骤包括：

获取所述第一工序与所述第二工序的部件之间的关系式；

通过所述关系式对所述工序内容和所述第一属性数据进行工序特征计算得到所述第二属性数据。

4.根据权利要求2所述的三维工艺建模方法，其特征在于，保存所述第一工序模型与所述第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型的步骤包括：

在第二工序模型内记录所述源模型的第一标识和修改次数；

将所述第一工序与所述第二工序的部件之间的对应关系保存入所述第二工序模型；

将所述第二工序模型的第二标识保存入关联关系表；

保存所述源模型、所述第二工序模型、所述关联关系以及所述关联关系表，得到所述三维工艺模型。

5.根据权利要求4所述的三维工艺建模方法，其特征在于，

所述第一工序为在对目标对象加工的过程中的最后一道工序，获取第一工序的第一工序模型的步骤包括：读取预存的所述目标对象的三维设计模型；将所述三维设计模型作为所述第一工序模型；

所述第二工序为在对所述目标对象加工的过程中执行所述第一工序之前的加工工序，使用所述工序内容修改所述第一属性数据得到第二属性数据的步骤包括：按照增料方式使用所述工序内容修改所述第一属性数据得到所述第二属性数据。

6.根据权利要求4所述的三维工艺建模方法，其特征在于，

获取第一工序的第一工序模型的步骤包括：提取所述第一工序的所述第一属性数据；根据所述第一属性数据创建所述第一工序模型；

所述第二工序为在对目标对象加工的过程中执行所述第一工序之后的加工工序，使用所述工序内容修改所述第一属性数据得到第二属性数据的步骤包括：按照除料方式使用所述工序内容修改所述第一属性数据得到所述第二属性数据。

7.一种三维工艺建模装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取第一工序的第一工序模型；

更新模块，用于使用第二工序的工序内容更新所述第一工序模型得到第二工序模型；

保存模块，用于保存所述第一工序模型与所述第二工序模型之间的关联关系得到三维工艺模型。

8.根据权利要求7所述的三维工艺建模装置，其特征在于，所述更新模块包括：

第一创建模块，用于创建所述第二工序；

确定模块，用于将所述第一工序模型作为源模型；

第一提取模块，用于提取所述源模型中的第一属性数据；

修改模块，用于使用所述工序内容修改所述第一属性数据得到第二属性数据；

更新模块，用于使用所述第二属性数据更新所述源模型得到所述第二工序模型。

9.根据权利要求8所述的三维工艺建模装置，其特征在于，所述修改模块包括：

关系获取模块，用于获取所述第一工序与所述第二工序的部件之间的关系式；

计算模块，用于通过所述关系式对所述工序内容和所述第一属性数据进行工序特征计算得到所述第二属性数据。

10.根据权利要求8所述的三维工艺建模装置，其特征在于，所述保存模块包括：

第一记录模块，用于在第二工序模型内记录所述源模型的第一标识和修改次数；

第一子保存模块，用于将所述第一工序与所述第二工序的部件之间的对应关系保存入所述第二工序模型；

第二子保存模块，用于将所述第二工序模型的第二标识保存入关联关系表；

第三子保存模块，用于保存所述源模型、所述第二工序模型、所述关联关系以及所述关联关系表，得到所述三维工艺模型。

11.根据权利要求10所述的三维工艺建模装置，其特征在于，

所述第一工序为在对目标对象加工的过程中的最后一道工序，所述获取模块包括：读取模块，用于读取预存的所述目标对象的三维设计模型；模型获取模块，用于将所述三维设计模型作为所述第一工序模型；

所述第二工序为在对所述目标对象加工的过程中执行所述第一工序之前的加工工序，所述修改模块包括：第一子修改模块，用于按照增料方式使用所述工序内容修改所述第一属性数据得到所述第二属性数据。

12.根据权利要求10所述的三维工艺建模装置，其特征在于，

所述获取模块包括：第二提取模块，用于提取所述第一工序的所述第一属性数据；第二创建模块，用于根据所述第一属性数据创建所述第一工序模型；

所述第二工序为在对目标对象加工的过程中执行所述第一工序之后的加工工序，所述修改模块包括：第二子修改模块，用于按照除料方式使用所述工序内容修改所述第一属性数据得到所述第二属性数据。

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