CN105447253B

CN105447253B - 一种三维工艺数据的集成方法

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Publication number: CN105447253B
Application number: CN201510869015.6A
Authority: CN
Inventors: 周红桥; 程五四; 张祥祥; 魏雄; 魏一雄; 田富君; 陈帝江; 陈兴玉; 胡祥涛; 张红旗; 苏建军
Original assignee: CETC 38 Research Institute
Current assignee: CETC 38 Research Institute
Priority date: 2015-11-27
Filing date: 2015-11-27
Publication date: 2018-05-08
Anticipated expiration: 2035-11-27
Also published as: CN105447253A

Abstract

本发明公开了一种三维工艺数据的集成方法，构建包含各种装配工艺的装配工艺树；解析装配工艺树，生成描述PBOM结构和节点属性的XML文件，即PBOM‑XML文件，同时生成三维工艺数据索引文件；PDM系统读取PBOM‑XML文件，结合EBOM视图，生成PBOM视图；PDM系统采用三维工艺数据索引文件的方式关联PBOM节点与三维工艺数据。本发明通过三维工艺数据索引文件有机地将三维工艺模型、轻量化三维工艺模型、结构化工艺数据和文档数据等三维工艺数据进行了集成，使得通过PBOM节点能够管理具有内在关联关系和约束关系的三维工艺数据，保证了各类三维工艺数据的一致性和有效性。同时，本发明可用于信息化软件开发商开发三维工艺设计系统及其与PDM系统的集成应用。

Description

一种三维工艺数据的集成方法

技术领域

本发明涉及一种PDM系统中集成数据的方法，尤其涉及的是一种三维工艺数据的集成方法。

背景技术

随着三维数字化技术的发展，特别是基于模型定义MBD(Model BasedDefinition)技术的研究，使得三维化已从产品结构设计环节向工艺设计和生产制造等后续环节延伸，三维工艺设计技术和方法已成为近年来的研究热点和发展趋势。三维工艺设计是以三维设计模型作为输入，在计算机环境下采用三维方式构建和生成以三维工艺模型为主的工艺数据，并输出和发布到车间现场可视化终端上作为加工和装配的依据。与传统二维工艺设计方式相比，三维工艺设计方式因其基于三维模型和数字量传递产品信息，消除了大量需要手工维护的3D到2D转换等不增值环节，有利于形成连续和完整的数字化产品数据链，从而提高设计效率和质量。

近年来，不少学者对三维工艺设计方法和模式、三维工艺和工序模型构建、工艺信息表达和三维标注等关键技术进行了研究，取得了一定的成果。与此同时，国内外相关的信息化软件企业也推出了三维工艺设计解决方案和软件工具。关键技术的突破和商业化软件的出现推动了三维工艺设计技术的工程化应用，航空、航天、电子、工程机械等行业的部分企业已开展了应用试点工作，取得了较好效果。

三维工艺数据通常包括三维工艺模型数据(含三维工序模型、三维工步模型)、轻量化三维工艺模型数据(用于车间现场)、结构化工艺数据(如工艺路线、工艺资源数据等)以及文档数据(如工艺标准或规范、典型工艺等)，还可能包括二维形式的工程图样数据(如工程图、工艺附图、工艺流程图等)。与传统的二维工艺数据相比，上述三维工艺数据之间具有更高的依存度、结构性和关联性，例如三维工艺模型与轻量化的三维工艺模型之间通常存在一对多的关系，结构化工艺数据与三维工艺模型数据以及轻量化三维工艺模型数据都存在依赖关系。三维工艺设计模式的应用与实施表明，以三维工艺模型为主的三维工艺数据迫切需要开展集成，若不能有序和规范地对它们进行管理，则极易产生不一致和冗余问题，严重影响产品研发的质量和效率。目前，关于三维工艺数据的集成并无系统和有效的途径，一般仍沿用二维工艺数据的集成方式，只对最终生成的用于指导车间现场作业的工艺文件进行集成与管理，该工艺文件也与二维工艺设计时的类似，以表格化的工艺/工序规程卡片表达工艺信息，以pdf文件格式为载体，内嵌轻量化的三维工序模型。这种集成方式由于三维工艺模型数据、结构化工艺数据等并未进行集成和受控管理，导致修改或变更三维工艺设计数据困难。因此，为促进三维工艺设计模式的工程化应用，迫切需要对三维工艺数据进行系统和有效的集成和管理。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供了一种三维工艺数据的集成方法，实现了三维工艺模型、轻量化三维工艺模型、结构化工艺数据以及文档数据等三维工艺数据的有效集成和规范存储。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明包括以下步骤：

(1)构建包含各种装配工艺的装配工艺树；

(2)解析装配工艺树，生成描述PBOM结构和节点属性的XML文件，即PBOM-XML文件，同时生成三维工艺数据索引文件；

(3)PDM系统读取PBOM-XML文件，结合EBOM视图，生成PBOM视图；

(4)PDM系统采用三维工艺数据索引文件的方式关联PBOM节点与三维工艺数据。

所述步骤(1)中，所述装配工艺树是在三维工艺设计系统中描述三维装配工艺规程信息的树状结构，树根节点为产品、整件或部件的图号，其下一级子节点为各个装配工序的名称或代号，各个装配工序节点下还包括该工序的装配对象和装配资源的子节点，各节点还具有属性信息。

所述步骤(2)中，PBOM-XML文件是描述PBOM结构和节点属性的XML文件，其生成的具体过程如下：

(21)读取装配工艺树根节点，并生成对应的XML根节点，其名称为装配工艺树根节点的图号，属性为装配工艺树根节点的属性或其子集；

(22)依次读取装配工艺树下的每个一级工序节点，针对每个工序节点，读取其子节点中的装配对象节点，并对其下的每个装配单元节点都生成一个对应的XML节点；读取装配资源节点，判断其下的装配工装节点类型属性，若为专用装配工装，则生成一个XML节点，作为装配单元节点的兄弟节点，若不为专用工装，则不生成XML节点；所有的装配单元节点和装配工装节点都作为根节点的子节点；

(23)针对步骤(22)中的每个装配单元节点，若其下又包含子节点，则继续向下搜索，并按照步骤(22)的方法产生更下一级的子节点；若不包含子节点，则停止继续搜索，开始下一个兄弟节点的搜索。

所述步骤(2)中，在完成检入三维工艺数据操作后，三维工艺设计系统根据各类三维工艺数据在PDM系统中的存储位置以及它们之间的关联关系，生成XML形式的三维工艺数据索引文件，在该XML文件中，采用URI来表示三维工艺数据的网络位置。

所述步骤(3)中，PDM系统根据EBOM视图和PBOM-XML文件生成PBOM视图，具体过程如下：

(31)对于PBOM-XML节点集中的每一个节点，若在EBOM节点集中存在对应的节点，则生成该节点的工艺视图，并删除该节点设计视图中的父子关系，即该节点此时不存在父节点，也不存在子节点；若不存在对应的EBOM节点，则创建一个新节点对象，并设置其为工艺视图属性；

(32)根据PBOM-XML中的PBOM节点的父子关系，驱动新生成的各个PBOM节点重新构建父子关系，从而形成PBOM视图。

所述步骤(31)中，通过名称匹配的方式来判断EBOM节点集与PBOM-XML节点集是否存在对应的节点。

所述步骤(4)中，具体步骤如下：

(41)若PBOM节点为叶子节点，即不含有下级子节点的节点，判断该节点是否为自制件，若是，则在PDM系统文件库中的特定位置搜索相同名称的三维工艺索引文件，并执行关联操作；

(42)若PBOM节点不为叶子节点，则分为两种情况进行处理：

关联三维装配工艺数据索引文件，此时该PBOM节点表示的整件的装配工艺是单独进行管理的，即在实际装配过程中是在另外一个装配车间装配好，并作为一个独立整体来参与其上一级整件的装配，在其上一级整件装配时不关心该整件的装配过程；

不关联三维装配工艺数据索引文件，此时在该PBOM节点的某个上级节点关联了相应的三维装配工艺数据索引文件。

本发明相比现有技术具有以下优点：本发明通过三维工艺数据索引文件有机地将三维工艺模型、轻量化三维工艺模型、结构化工艺数据和文档数据等三维工艺数据进行了集成，使得通过PBOM节点能够管理具有内在关联关系和约束关系的三维工艺数据，保证了各类三维工艺数据的一致性和有效性。同时，本发明可用于信息化软件开发商开发三维工艺设计系统及其与PDM系统的集成应用，进一步可用于三维数字化研发平台中的设计数据与工艺数据的集成和规范管理。本发明解决了目前三维工艺设计模式应用过程中出现的三维工艺数据不一致、冗余以及未受控等问题，使得三维工艺数据纳入到PDM系统中进行统一和规范管理，将会大力促进三维工艺设计研发模式的工程化应用。

附图说明

图1是本发明的流程示意图；

图2是本发明的原理示意图；

图3是本实施例的装配工艺树示意图；

图4是本实施例的三维工艺数据索引文件示意图。

具体实施方式

下面对本发明的实施例作详细说明，本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施，给出了详细的实施方式和具体的操作过程，但本发明的保护范围不限于下述的实施例。

如图1、图2和图3所示，PBOM由PDM系统进行构建，由于PBOM结构反映了产品的实际装配过程和顺序，因此本发明采用装配工艺设计形成的装配工艺树来驱动PBOM的生成。而PBOM节点与三维工艺数据的关联是通过三维工艺数据索引文件实现的。

(1)构建包含各种装配工艺的装配工艺树；

首先建立装配工艺树是实现工艺数据集成的第一步，装配工艺树是描述三维装配工艺规程信息的树状结构形式，其中的树根节点为产品(整件或部件)的图号，其下一级子节点为各个装配工序的名称或代号。在每个装配工序节点下，包含如下子节点：装配对象节点，包含该道装配工序涉及的装配单元；装配资源节点，包含该道装配工序所需的装配工装、装配设备等。装配工序按实际要求可进一步细分为多个装配工步，每个装配工步节点下的信息与装配工序节点相同。此外，各节点还具有属性信息，如工序/工步节点的属性包括：装配工艺方法、装配工艺参数、装配工时等。

(2)解析装配工艺树，生成描述PBOM结构和节点属性的XML文件，即PBOM-XML文件，同时生成三维工艺数据索引文件；具体如下：

(21)读取装配工艺树根节点，并生成对应的XML根节点，其名称为装配工艺树根节点的图号，属性为装配工艺树根节点的属性或其子集，下列步骤中的属性信息的映射与本步骤相同；

在完成检入三维工艺数据(包括三维装配工艺数据、三维机加工艺数据等)操作后，三维工艺设计系统根据各类三维工艺数据在PDM系统中的存储位置以及它们之间的关联关系，生成XML形式的三维工艺数据索引文件。在该XML文件中，采用URI(UniversalResource Identifier，统一资源定位符)来表示三维工艺模型文件、轻量化三维工艺模型文件等三维工艺数据的网络位置。如图4所示，图4描述了AA3.003.002的部件的三维工艺数据信息，给出了三维装配工艺文件、各工序的轻量化模型文件在PDM系统中的存储位置，此外还包括图号、物料号、材料、设计者、工时等结构化工艺信息。其中的工序30既包含了三维可视化模型文件，也包含了二维的工序图文件，两者之间的关联关系由同一工序节点进行表达。

(3)PDM系统读取PBOM-XML文件，结合EBOM视图，生成PBOM视图；具体如下：

(31)对于PBOM-XML节点集中的每一个节点，通过名称匹配的方式来判断EBOM节点集与PBOM-XML节点集是否存在对应的节点，若在EBOM节点集中存在对应的节点，则生成该节点的工艺视图(process view)，并删除该节点设计视图(design view)中的父子关系，即该节点此时无父节点，也无子节点；若不存在对应的EBOM节点，则创建一个新节点对象，并设置其为工艺视图属性；

具体步骤如下：

(41)若PBOM节点为叶子节点，即不含有下级子节点的节点，判断该节点是否为自制件，若是，则在PDM系统文件库中的特定位置搜索相同名称的三维工艺索引文件，并执行关联操作。一般而言，该节点为零件节点，关联机加、钣金等三维工艺数据文件，因此每个类型为自制件的叶子节点均会关联一份三维工艺索引文件；

(42)若PBOM节点不为叶子节点，则分为两种情况进行处理：

关联三维装配工艺数据索引文件，此时该PBOM节点表示的整件的装配工艺是单独进行管理的，即在实际装配过程中可能是在另外一个装配车间装配好，并作为一个独立整体来参与其上一级整件的装配，在其上一级整件装配时不关心该整件的装配过程；

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种三维工艺数据的集成方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)构建包含各种装配工艺的装配工艺树；

(3)PDM系统读取PBOM-XML文件，结合EBOM视图，生成PBOM视图；

(32)根据PBOM-XML中的PBOM节点的父子关系，驱动新生成的各个PBOM节点重新构建父子关系，从而形成树状结构的PBOM视图；

(4)PDM系统采用三维工艺数据索引文件的方式关联PBOM节点与三维工艺数据；

所述步骤(4)中，具体步骤如下：

(42)若PBOM节点不为叶子节点，则分为两种情况进行处理：

2.根据权利要求1所述的一种三维工艺数据的集成方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述装配工艺树是在三维工艺设计系统中描述三维装配工艺规程信息的树状结构，树根节点为产品、整件或部件的图号，其下一级子节点为各个装配工序的名称或代号，各个装配工序节点下还包括该工序的装配对象和装配资源的子节点，各节点还具有属性信息。

3.根据权利要求1所述的一种三维工艺数据的集成方法，其特征在于，所述步骤(2)中，PBOM-XML文件是描述PBOM结构和节点属性的XML文件，其生成的具体过程如下：

4.根据权利要求1所述的一种三维工艺数据的集成方法，其特征在于，所述步骤(2)中，在完成检入三维工艺数据操作后，三维工艺设计系统根据各类三维工艺数据在PDM系统中的存储位置以及它们之间的关联关系，生成XML形式的三维工艺数据索引文件，在该XML文件中，采用URI来表示三维工艺数据的网络位置。

5.根据权利要求1所述的一种三维工艺数据的集成方法，其特征在于，所述步骤(31)中，通过名称匹配的方式来判断EBOM节点集与PBOM-XML节点集是否存在对应的节点。