CN113569310A - 工业产品模型智能化设计方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种工业产品模型智能化设计方法，通过智能检索后进行智能设计再进行智能检索后完成设计，最终得到符合的零部件设计规范规则数据库中的零部件模型；本发明所阐述的方法在通过三维模型设计阶段发现设计有缺陷时，可以及时和准确的发现设计问题，避免后续零部件生产工艺中出现产品制造缺陷，导致产品报废；同时可以对零部件模型的检查结果进行内容输出，可以直观地查看零部件模型在设计过程中出现问题地具体位置以及错误形式，提高零部件模型设计评审的评审效率，减少在评审过程中由于问题表述不直观带来评审人员理解上的费时。

Description

工业产品模型智能化设计方法

技术领域

本发明属于工业产品结构设计三维虚拟模型制作领域，具体的说工业产品模型智能化设计方法。

背景技术

工程机械、电子高科、电动工具、家电、液压、船舶、汽车等工业制造领域，需要先对产品进行结构设计，生成三维模型，再生成二维工程图纸，再根据二维工程图纸进行零部件生产工艺的加工。但在实际生产过程中，如果在三维模型设计阶段，设计有缺陷，且不能及时和准确的发现设计问题，如尺寸不合规、装配关系不匹配等，就会导致后续零部件生产工艺中出现产品制造缺陷，导致产品报废。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提出一种工业产品模型智能化设计仿真方法，用于在工业三维模型设计阶段对三维模型的几何结构进行检查和校对，以防止出现设计缺陷导致产品制造缺陷。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：一种工业产品模型智能化设计方法，所述设计方法具体步骤如下：

S1：智能检索；

以产品三维模型的零部件模型属性为检索词，在零部件模型数据库中进行检索，检索出符合检索条件的零部件模型，得到相似零部件模型。

如果检索到符合检索条件的零部件模型，则进行另存零部件模型；

如果没有检索到符合检索条件的零部件模型，则表示没有检索到相似的零部件模型；由零部件模型设计人员对该零部件模型进行设计，并将设计好的模型放入零部件模型数据库；再次执行智能检索，筛选出相似零部件模型。

S11，提取历史零部件三维模型的几何信息，得到历史零部件三维模型的几何信息；

历史零部件三维模型是指企业数据库中已存在的零部件三维模型；

S12，将提取到的历史零部件三维模型的几何信息存储到统一的数据表中；

S13，提取设计端当前三维模型的几何信息，并将当前三维模型的几何信息与统一数据表中的历史三维模型的几何信息进行比对，给出比对结果；

S14，设置检查匹配精度，根据设置的检查匹配精度P分别求出当前模型几何信息中各字段的最大值和最小值，得到几何信息中各字段的最大值和最小值；

S15，将几何信息中各字段的最大值和最小值进行拼接，拼接成查询语句；

S16，将查询语句转成查询指令，在步骤S12得到的数据表中进行查询,给出查询结果；

所述查询结果为检索出的零部件三维模型，检索出的零部件三维模型包括几何信息；

S17，将查询结果执行相似度计算，依次计算每个维度的偏移量的百分比值，将每个维度的偏移量的百分比值求和，得到每个查询结果的相似度；

S18，将每个查询结果的相似度以列表或图形的方式进行展示。

S2：人工设计；

对于S1中检索到相似零部件模型，人工对该零部件模型进行大小修改；

当修改尺寸的大小超出零部件模型几何尺寸设计范围时，则进行提醒，并推送零部件模型几何尺寸设计范围；

若修改尺寸符合零部件模型几何尺寸设计范围时，则不提醒；

零部件模型的几何尺寸按照关联关系同比例进行缩放；

最终得到修改后的零部件模型。

S3：智能检查；

对修改后的零部件模型进行设计规范检查；

将修改后的零部件模型包含的比对参数与相应的零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范进行比对；

建模规范比对包括模型尺寸比对、模型名称比对、模型尺寸关联关系比对以及模型装配关系比对；

图纸规范比对包括二维工程图尺寸及公差标注比对、粗糙度标注比对、形位公差标注比对、基准标注比对、技术要求比对以及球标标注比对；

工艺规范比对包括工艺参数比对和工艺条件比对；

如果修改后的零部件模型包含的比对参数满足相应的零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范，则修改后的零部件模型符合要求；

若如果修改后的零部件模型包含的比对参数有任何一个不满足相应的零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范，则修改后的零部件模型不符合要求，同时对模型不符合的几何信息加亮显示，告知不符合规范的位置及内容；同时还将正确的规范和要求以对话框的形式推送给设计师；

比对的形式有：

B1.模型尺寸比对：提取零部件模型的尺寸参数，将零部件模型的尺寸参数与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的尺寸规则进行比对；若在尺寸规则范围内，则尺寸参数符合要求；若在尺寸规则范围之外，则尺寸参数不符合要求；

B2.模型名称比对：将模型名称与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件模型的名称规则进行比对；若模型名称包含零部件设计规范规则数据库中相应的零部件模型的名称，则模型名称符合要求；若不包含，则不符合要求；

B3.模型尺寸关联关系比对：将模型尺寸关联关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型尺寸关联关系规则进行比对；若模型尺寸关联关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型尺寸关联关系相同，则模型尺寸关联关系符合要求；若不相同，则不符合要求；

B4.模型装配关系比对：将模型装配关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型装配关系规则进行比对；若模型装配关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型装配关系相同，则模型装配关系符合要求；若不相同，则不符合要求；

B5.二维工程图尺寸及公差标注比对：

二维工程图尺寸比对，将二维工程图标记尺寸的数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的二维工程图标记尺寸的数量规则进行比对；若二维工程图标记尺寸的数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的二维工程图标记尺寸的数量相同，则二维工程图标记尺寸的数量符合要求；若不相同，则不符合要求；

二维工程图尺寸公差标注比对，将二维工程图尺寸公差标注的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的二维工程图尺寸公差标注的数值规则进行比对；若二维工程图尺寸公差标注的数值在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的二维工程图尺寸公差标注的数值范围内，则二维工程图尺寸公差标注的数值符合要求；若不相同，则不符合要求；

B6.粗糙度标注比对：将粗糙度标注的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的粗糙度标注的数值规则进行比对；若粗糙度标注的数值在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的粗糙度标注的数值范围内，则粗糙度标注的数值符合要求；若不相同，则不符合要求；

B7.形位公差标注比对：将形位公差标注的类型和数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的形位公差标注的类型和数值规则进行比对；若形位公差标注的类型在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的形位公差标注的类型相同，且形位公差标注的数值在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的形位公差标注的数值范围内，则形位公差标注的类型和数值符合要求；若形位公差标注的类型不相同或形位公差标注的数值不在形位公差标注的数值范围内，则不符合要求；

B8.基准标注比对：将基准标注的数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的基准标注的数量规则进行比对；若基准标注数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的基准标注的数量相同，则基准标注的数量符合要求；若不相同，则不符合要求；

B9.技术要求比对，将技术要求的内容与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的技术要求的内容规则进行比对，若技术要求的内容包含零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的技术要求的内容，则技术要求的内容符合要求，若不包含，则不符合要求；

B10.球标标注比对：将球标标注的数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的球标标注的数量规则进行比对；若球标标注数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的球标标注的数量相同，则球标标注的数量符合要求；若不相同，则不符合要求；

B11.工艺参数比对：将工艺参数的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺参数的数值规则进行比对；若工艺参数的数值在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺参数的数值范围内，则工艺参数的数值符合要求，若不相同，则不符合要求；

B12.工艺条件比对：将工艺条件的内容与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺条件的内容规则进行比对，若工艺条件的内容包含零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺条件的内容，则工艺条件的内容符合要求，若不包含，则不符合要求。

S4：设计完成；

重复步骤S1-S3，最终得到符合零部件设计规范的零部件模型。

较佳的，在步骤S1中，三维模型是指物体的点、线、面组成的多边形表示；二维图是指有三维模型生成的工程图；零部件模型为零部件的多边形表示；零部件模型属性包括名称、图号、分类、版本、状态、编码、材料、表面处理、优选等级、尺寸等；名称是指零部件模型的名称；图号是指零部件模型二维图图纸的编号；分类是指零部件模型的类别；版本是指零部件模型的版本号；状态是指零部件模型的设计进度状态；编码是指零部件模型所对应的零部件的编码；材料是指零部件模型所对应的零部件的材料；表面处理是指零部件模型所对应的零部件表面处理工艺；优选等级是指零部件模型所对应的零部件的优先选择的等级；尺寸是指零部件模型的空间三维尺寸；零部件模型的集合组成产品三维模型；零部件模型数据库为包含零部件模型及其属性的数据库。

较佳的，在步骤S2中，所述零部件模型数据库还包括零部件模型尺寸规则数据库；所述零部件模型尺寸规则数据库包括各零部件模型几何尺寸设计范围、尺寸关联关系；所述零部件模型几何尺寸设计范围是指零部件模型的大小，具体包括零部件模型的长度、宽度和高度；所述尺寸关联关系是指零部件模型长、款、高的比例关系。

较佳的，在步骤S3中，所述零部件模型数据库还包括零部件设计规范规则数据库；所述零部件设计规范规则数据库包括零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范等；所述建模规范包括模型尺寸、命名方式、尺寸关联关系、及装配关系；所述图纸规范是指二维工程图尺寸及公差标注、粗糙度标注、形位公差标注、基准标注、技术要求、球标标注等；所述设计规则指对设计的具体技术要求，是设计工作的规则，包括总体目标的技术描述、功能的技术描述、技术指标的技术描述，以及限制条件的技术描述等；所述工艺规范是对工艺过程中有关技术要求所做的一系列规定，主要包括工艺参数和工艺条件；修改后的零部件模型包含参数；所述参数包括比对参数以及非比对参数；所述比对参数包括模型尺寸、模型名称、模型尺寸关联关系、及模型装配关系；还包括二维工程图尺寸及公差标注、粗糙度标注、形位公差标注、基准标注、技术要求、球标标注，以及工艺参数和工艺条件；所述非比对参数包括设计的具体技术要求；和总体目标的技术描述、功能的技术描述、技术指标的技术描述,以及限制条件的技术描述。

较佳的，所述步骤S3中还存在另外一种修正方案；若如果修改后的零部件模型包含的参数有任何一个不满足相应的零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范，则修改后的零部件模型不符合要求，同时对模型不符合的几何信息加亮显示，告知不符合规范的位置及内容，待用户进行确认后，将零部件设计规范规则数据库的参数进行自动修正；

修正的形式有：

X1.模型尺寸修正：提取零部件模型的尺寸参数，将零部件模型的尺寸参数与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的尺寸规则进行比对；若与尺寸规则不同，则尺寸参数不符合要求；零部件设计规范规则数据库根据零部件模型的尺寸规则推荐一个随机值，并将提取的零部件模型的尺寸参数赋值为随机值；所述随机值属于零部件的尺寸规则内；

X2.模型尺寸关联关系修正：将模型尺寸关联关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型尺寸关联关系规则进行比对，若模型尺寸关联关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型尺寸关联关系不相同，则不符合要求；零部件设计规范规则数据库根据模型尺寸关联关系规则直接赋值；

X3.模型装配关系修正：将模型装配关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型装配关系规则进行比对；若模型装配关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型装配关系不相同；零部件设计规范规则数据库根据模型装配关系规则直接赋值；

X4.粗糙度标注修正：将粗糙度标注的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的粗糙度标注的数值规则进行比对；若粗糙度标注的数值不在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的粗糙度标注的数值范围内，则不符合要求；零部件设计规范规则数据库根据粗糙度标注规则推荐一个随机值，并将提取的粗糙度标注的数值赋值为随机值；所述随机值属于零部件的粗糙度标注的数值规则内；

X5.工艺参数修正：将粗工艺参数的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺参数的数值规则进行比对；若工艺参数的数值不在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺参数的数值范围内，则不符合要求；零部件设计规范规则数据库根据工艺参数的数值的规则推荐一个随机值，并将提取的工艺参数的数值赋值为随机值；所述随机值属于零部件的工艺参数的数值的规则内。

较佳的，所述步骤S3中所述零部件设计规范规则数据库内还存在逻辑处理关系；所述逻辑处理关系为：先执行建模规范比对，然后执行设计规则比对，再执行工艺规范比对，最后执行图纸规范比对。

较佳的，所述步骤S3在比对完成后，三维模型自动输出模型的比对报告；具体步骤如下：

S31：比对检查出来的问题快速加亮定位；

对于在比对中检查出问题的零部件模型，通过提取零部件模型包含的比对参数在模型中找到相对应的位置坐标值；找到模型对应位置的几何线条、表面，将其颜色修改为区别其他位置的颜色，并在该位置按比例放大显示模型，从而实现零部件模型设计出现问题的快速加亮定位；

S32：自动捕捉零部件错误位置并截图；

将S31得到的零部件模型检查后出现问题的位置坐标中选择一个坐标为坐标原点，与屏幕中心位置坐标进行关联；由于零部件模型的所有几何信息（包含坐标值）都是相互关联的，因此整个零部件模型移到了屏幕中心，然后将屏幕中的零部件模型保存成图片文件；

S33：输出模型检查可视化报告；

将零部件模型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范进行比对之后的结果及对应的图片文件保存到word、excel、txt等文件中，生成可随时查阅的报告。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

1.设计标准规范固化，无需人为记忆；

2.有效的规范配置一次，不用重复配置；

3.数据规范强制100%合格，消除98%的纸面低级错误，提前发现95%的工艺问题，精准定位干涉问题，快速处理；

4.整体研发效率提升50%以上，设计审核效率大幅度提高，客户响应效率提高；

5.在三维模型设计阶段发现设计有缺陷时及时和准确的发现设计问题，避免后续零部件生产工艺中出现产品制造缺陷，导致产品报废。

附图说明

图1为本发明流程示意图。

具体实施方式

为使对本发明的目的、构造、特征、及其功能有进一步的了解，兹配合实施例详细说明如下。

请结合参照图1，本发明提供了一种工业产品模型智能化设计方法，所述设计方法具体步骤如下：

S1：智能检索；

以产品三维模型的零部件模型属性为检索词，在零部件模型数据库中进行检索，检索出符合检索条件的零部件模型，得到相似零部件模型；

如果检索到符合检索条件的零部件模型，则进行另存零部件模型；

如果没有检索到符合检索条件的零部件模型，则表示没有检索到相似的零部件模型；由零部件模型设计人员对该零部件模型进行设计，并将设计好的模型放入零部件模型数据库；再次执行智能检索，筛选出相似零部件模型；

S11，提取历史零部件三维模型的几何信息，得到历史零部件三维模型的几何信息；

历史零部件三维模型是指企业数据库中已存在的零部件三维模型；

S12，将提取到的历史零部件三维模型的几何信息存储到统一的数据表中；

S13，提取设计端当前三维模型的几何信息，并将当前三维模型的几何信息与统一数据表中的历史三维模型的几何信息进行比对，给出比对结果；

S14，设置检查匹配精度，根据设置的检查匹配精度P分别求出当前模型几何信息中各字段的最大值和最小值，得到几何信息中各字段的最大值和最小值；

S15，将几何信息中各字段的最大值和最小值进行拼接，拼接成查询语句；

S16，将查询语句转成查询指令，在步骤S12得到的数据表中进行查询,给出查询结果；

所述查询结果为检索出的零部件三维模型，检索出的零部件三维模型包括几何信息；

S17，将查询结果执行相似度计算，依次计算每个维度的偏移量的百分比值，将每个维度的偏移量的百分比值求和，得到每个查询结果的相似度；

S18，将每个查询结果的相似度以列表或图形的方式进行展示。

S2：智能设计；

对于S11中检索到相似零部件模型，人工对该零部件模型进行大小修改；

当修改尺寸的大小超出零部件模型几何尺寸设计范围时，则进行提醒，并推送零部件模型几何尺寸设计范围；

若修改尺寸符合零部件模型几何尺寸设计范围时，则不提醒；

零部件模型的几何尺寸按照关联关系同比例进行缩放；

最终得到修改后的零部件模型。

S3：智能检查；

将修改后的零部件模型包含的比对参数与相应的零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范进行比对；

如果修改后的零部件模型包含的比对参数满足相应的零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范，则修改后的零部件模型符合要求；

若如果修改后的零部件模型包含的比对参数有任何一个不满足相应的零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范，则修改后的零部件模型不符合要求，同时对模型不符合的几何信息加亮显示，告知不符合规范的位置及内容；同时还将正确的规范和要求以对话框的形式推送给设计师；

比对的形式有：

B1.模型尺寸比对：提取零部件模型的尺寸参数，将零部件模型的尺寸参数与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的尺寸规则进行比对；若在尺寸规则范围内，则尺寸参数符合要求；若在尺寸规则范围之外，则尺寸参数不符合要求；

所述零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的尺寸规则为尺寸范围；

通过模型尺寸比对，避免后续零部件加工制造的时候出现缺陷

B2.模型名称比对：将模型名称与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件模型的名称规则进行比对；若模型名称包含零部件设计规范规则数据库中相应的零部件模型的名称，则模型名称符合要求；若不包含，则不符合要求；

通过模型名称比对，避免在装配时无法对应上，出现遗漏的问题；

B3.模型尺寸关联关系比对：将模型尺寸关联关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型尺寸关联关系规则进行比对；若模型尺寸关联关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型尺寸关联关系相同，则模型尺寸关联关系符合要求；若不相同，则不符合要求；

通过模型尺寸关联关系比对，避免后续零部件加工制造的时候出现缺陷；

B4.模型装配关系比对：将模型装配关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型装配关系规则进行比对；若模型装配关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型装配关系相同，则模型装配关系符合要求；若不相同，则不符合要求；

通过模型装配关系，避免零部件之间的匹配出现误差，无法安装；

B5.二维工程图尺寸及公差标注比对：

二维工程图尺寸比对，将二维工程图标记尺寸的数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的二维工程图标记尺寸的数量规则进行比对；若二维工程图标记尺寸的数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的二维工程图标记尺寸的数量相同，则二维工程图标记尺寸的数量符合要求；若不相同，则不符合要求；

二维工程图尺寸公差标注比对，将二维工程图尺寸公差标注的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的二维工程图尺寸公差标注的数值规则进行比对；若二维工程图尺寸公差标注的数值在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的二维工程图尺寸公差标注的数值范围内，则二维工程图尺寸公差标注的数值符合要求；若不相同，则不符合要求；

通过二维工程图尺寸及公差标注比对，避免零部件之间的匹配出现误差，无法安装；

B6.粗糙度标注比对：将粗糙度标注的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的粗糙度标注的数值规则进行比对；若粗糙度标注的数值在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的粗糙度标注的数值范围内，则粗糙度标注的数值符合要求；若不相同，则不符合要求；

通过粗糙度标注比对，避免产品表明不光滑，导致次品的出现；

B7.形位公差标注比对：将形位公差标注的类型和数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的形位公差标注的类型和数值规则进行比对；若形位公差标注的类型在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的形位公差标注的类型相同，且形位公差标注的数值在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的形位公差标注的数值范围内，则形位公差标注的类型和数值符合要求；若形位公差标注的类型不相同或形位公差标注的数值不在形位公差标注的数值范围内，则不符合要求；

通过形位公差标注比对，避免产品设计有缺陷；

B8.基准标注比对：将基准标注的数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的基准标注的数量规则进行比对；若基准标注数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的基准标注的数量相同，则基准标注的数量符合要求；若不相同，则不符合要求；

通过基准标注比对，防止在组装时发生错位，导致组装失败；

B9.技术要求比对，将技术要求的内容与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的技术要求的内容规则进行比对，若技术要求的内容包含零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的技术要求的内容，则技术要求的内容符合要求，若不包含，则不符合要求；

通过技术要求比对，避免加工出来的产品与原始需求的产品不符合；

B10.球标标注比对：将球标标注的数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的球标标注的数量规则进行比对；若球标标注数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的球标标注的数量相同，则球标标注的数量符合要求；若不相同，则不符合要求；

通过球标标注比对，避免产品在组装的时候缺少配件，导致产品无法组装；

B11.工艺参数比对：将工艺参数的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺参数的数值规则进行比对；若工艺参数的数值在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺参数的数值范围内，则工艺参数的数值符合要求，若不相同，则不符合要求；

通过工艺参数比对可以防止后续零部件无法进行加工；

B12.工艺条件比对：将工艺条件的内容与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺条件的内容规则进行比对，若工艺条件的内容包含零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺条件的内容，则工艺条件的内容符合要求，若不包含，则不符合要求；

通过工艺条件比对可以防止后续零部件无法进行加工。

S4：完成设计；

重复步骤S1-S3，最终得到符合零部件设计规范的零部件模型。

较佳的，在步骤S1中，三维模型是指物体的点、线、面组成的多边形表示；二维图是指有三维模型生成的工程图；零部件模型为零部件的多边形表示；零部件模型属性包括名称、图号、分类、版本、状态、编码、材料、表面处理、优选等级、尺寸等；名称是指零部件模型的名称；图号是指零部件模型二维图图纸的编号；分类是指零部件模型的类别；版本是指零部件模型的版本号；状态是指零部件模型的设计进度状态；编码是指零部件模型所对应的零部件的编码；材料是指零部件模型所对应的零部件的材料；表面处理是指零部件模型所对应的零部件表面处理工艺；优选等级是指零部件模型所对应的零部件的优先选择的等级；尺寸是指零部件模型的空间三维尺寸；零部件模型的集合组成产品三维模型；零部件模型数据库为包含零部件模型及其属性的数据库。

较佳的，在步骤S2中，所述零部件模型数据库还包括零部件模型尺寸规则数据库；所述零部件模型尺寸规则数据库包括各零部件模型几何尺寸设计范围、尺寸关联关系；所述零部件模型几何尺寸设计范围是指零部件模型的大小，具体包括零部件模型的长度、宽度和高度；所述尺寸关联关系是指零部件模型长、款、高的比例关系。

较佳的，在步骤S3中，所述零部件模型数据库还包括零部件设计规范规则数据库；所述零部件设计规范规则数据库包括零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范等；所述建模规范包括模型尺寸、命名方式、尺寸关联关系、及装配关系；所述图纸规范是指二维工程图尺寸及公差标注、粗糙度标注、形位公差标注、基准标注、技术要求、球标标注等；所述设计规则指对设计的具体技术要求，是设计工作的规则，包括总体目标的技术描述、功能的技术描述、技术指标的技术描述，以及限制条件的技术描述等；所述工艺规范是对工艺过程中有关技术要求所做的一系列规定，主要包括工艺参数和工艺条件；修改后的零部件模型包含参数；所述参数包括比对参数以及非比对参数；所述比对参数包括模型尺寸、模型名称、模型尺寸关联关系、及模型装配关系；还包括二维工程图尺寸及公差标注、粗糙度标注、形位公差标注、基准标注、技术要求、球标标注，以及工艺参数和工艺条件；所述非比对参数包括设计的具体技术要求；和总体目标的技术描述、功能的技术描述、技术指标的技术描述,以及限制条件的技术描述。

较佳的，所述步骤S3中还存在另外一种修正方案；若如果修改后的零部件模型包含的参数有任何一个不满足相应的零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范，则修改后的零部件模型不符合要求，同时对模型不符合的几何信息加亮显示，告知不符合规范的位置及内容，待用户进行确认后，将零部件设计规范规则数据库的参数进行自动修正；

修正的形式有：

X1.模型尺寸修正：提取零部件模型的尺寸参数，将零部件模型的尺寸参数与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的尺寸规则进行比对；若与尺寸规则不同，则尺寸参数不符合要求；零部件设计规范规则数据库根据零部件模型的尺寸规则推荐一个随机值，并将提取的零部件模型的尺寸参数赋值为随机值；所述随机值属于零部件的尺寸规则内；

X2.模型尺寸关联关系修正：将模型尺寸关联关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型尺寸关联关系规则进行比对，若模型尺寸关联关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型尺寸关联关系不相同，则不符合要求；零部件设计规范规则数据库根据模型尺寸关联关系规则直接赋值；

X3.模型装配关系修正：将模型装配关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型装配关系规则进行比对；若模型装配关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型装配关系不相同；零部件设计规范规则数据库根据模型装配关系规则直接赋值；

X4.粗糙度标注修正：将粗糙度标注的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的粗糙度标注的数值规则进行比对；若粗糙度标注的数值不在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的粗糙度标注的数值范围内，则不符合要求；零部件设计规范规则数据库根据粗糙度标注规则推荐一个随机值，并将提取的粗糙度标注的数值赋值为随机值；

所述随机值属于零部件的粗糙度标注的数值规则内；

X5.工艺参数修正：将粗工艺参数的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺参数的数值规则进行比对；若工艺参数的数值不在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺参数的数值范围内，则不符合要求；零部件设计规范规则数据库根据工艺参数的数值的规则推荐一个随机值，并将提取的工艺参数的数值赋值为随机值；所述随机值属于零部件的工艺参数的数值的规则内。

通过对零部件模型参数的修正，提高了设计的效率，和设计的质量，降低了研发的成本；有效防止后续零部件因设计失误导致无法进行加工。

较佳的，所述步骤S3中所述零部件设计规范规则数据库内还存在逻辑处理关系；所述逻辑处理关系为：先执行建模规范比对，然后执行设计规则比对，再执行工艺规范比对，最后执行图纸规范比对。

如果不考虑执行建模规范比对、执行设计规则比对、执行工艺规范比对、执行图纸规范比对的逻辑顺序，那么将会增加比对的环节，从而消耗大量的计算机资源，比如，计算机先执行建模规范比对、执行设计规则比对、执行图纸规范比对，再执行工艺规范比对，由于执行图纸规范比对为二维图纸比对，工艺规范比对为三维模型比对，而二维图是根据三维模型生成，那么如果工艺规范比对出现问题，将会导致需要修改三维模型，从而必然导致二维图发生变化，进而要重新对二维图进行检查，增加了图纸规范比对的环节。

较佳的，所述步骤S3在比对完成后，三维模型自动输出模型的比对报告；具体步骤如下：

S31：比对检查出来的问题快速加亮定位；

对于在比对中检查出问题的零部件模型，通过提取零部件模型包含的比对参数在模型中找到相对应的位置坐标值；找到模型对应位置的几何线条、表面，将其颜色修改为区别其他位置的颜色，并在该位置按比例放大显示模型，从而实现零部件模型设计出现问题的快速加亮定位；

S32：自动捕捉零部件错误位置并截图；

将S31得到的零部件模型检查后出现问题的位置坐标中选择一个坐标为坐标原点，与屏幕中心位置坐标进行关联；由于零部件模型的所有几何信息（包含坐标值）都是相互关联的，因此整个零部件模型移到了屏幕中心，然后将屏幕中的零部件模型保存成图片文件；

S33：输出模型检查可视化报告；

将零部件模型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范进行比对之后的结果及对应的图片文件保存到word、excel、txt等文件中，生成可随时查阅的报告。

通过上述的方法，可以对零部件模型的检查结果进行内容输出，同时可以直观地查看零部件模型在设计过程中出现问题地具体位置以及错误形式，提高零部件模型设计评审的评审效率，减少在评审过程中由于问题表述不直观带来评审人员理解上的费时。

本发明已由上述相关实施例加以描述，然而上述实施例仅为实施本发明的范例。必需指出的是，已揭露的实施例并未限制本发明的范围。相反地，在不脱离本发明的精神和范围内所作的更动与润饰，均属本发明的专利保护范围。

Claims (7)

1.一种工业产品模型智能化设计方法，其特征在于：所述设计方法具体步骤如下：

S1：智能检索；

以产品三维模型的零部件模型属性为检索词，在零部件模型数据库中进行检索，检索出符合检索条件的零部件模型，得到相似零部件模型；

如果检索到符合检索条件的零部件模型，则进行另存零部件模型；

如果没有检索到符合检索条件的零部件模型，则表示没有检索到相似的零部件模型；由零部件模型设计人员对该零部件模型进行设计，并将设计好的模型放入零部件模型数据库；再次执行智能检索，筛选出相似零部件模型；

S11，提取历史零部件三维模型的几何信息，得到历史零部件三维模型的几何信息；

历史零部件三维模型是指企业数据库中已存在的零部件三维模型；

S12，将提取到的历史零部件三维模型的几何信息存储到统一的数据表中；

S13，提取设计端当前三维模型的几何信息，并将当前三维模型的几何信息与统一数据表中的历史三维模型的几何信息进行比对，给出比对结果；

S14，设置检查匹配精度，根据设置的检查匹配精度分别求出当前模型几何信息中各字段的最大值和最小值，得到几何信息中各字段的最大值和最小值；

S15，将几何信息中各字段的最大值和最小值进行拼接，拼接成查询语句；

S16，将查询语句转成查询指令，在步骤S12得到的数据表中进行查询,给出查询结果；

所述查询结果为检索出的零部件三维模型，检索出的零部件三维模型包括几何信息；

S17，将查询结果执行相似度计算，依次计算每个维度的偏移量的百分比值，将每个维度的偏移量的百分比值求和，得到每个查询结果的相似度；

S18，将每个查询结果的相似度以列表或图形的方式进行展示；

S2：人工设计；

对于S11中检索到相似零部件模型，人工对该零部件模型进行大小修改；

当修改尺寸的大小超出零部件模型几何尺寸设计范围时，则进行提醒，并推送零部件模型几何尺寸设计范围；

若修改尺寸符合零部件模型几何尺寸设计范围时，则不提醒；

零部件模型的几何尺寸按照关联关系同比例进行缩放；

最终得到修改后的零部件模型；

S3：智能检查；

对修改后的零部件模型进行设计规范检查；

将修改后的零部件模型包含的比对参数与相应的零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范进行比对；

如果修改后的零部件模型包含的比对参数满足相应的零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范，则修改后的零部件模型符合要求；

若如果修改后的零部件模型包含的比对参数有任何一个不满足相应的零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范，则修改后的零部件模型不符合要求，同时对模型不符合的几何信息加亮显示，告知不符合规范的位置及内容；同时还将正确的规范和要求以对话框的形式推送给设计师；

比对的形式有：

B1.模型尺寸比对：提取零部件模型的尺寸参数，将零部件模型的尺寸参数与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的尺寸规则进行比对；若在尺寸规则范围内，则尺寸参数符合要求；若在尺寸规则范围之外，则尺寸参数不符合要求；

B2.模型名称比对：将模型名称与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件模型的名称规则进行比对；若模型名称包含零部件设计规范规则数据库中相应的零部件模型的名称，则模型名称符合要求；若不包含，则不符合要求；

B3.模型尺寸关联关系比对：将模型尺寸关联关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型尺寸关联关系规则进行比对；若模型尺寸关联关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型尺寸关联关系相同，则模型尺寸关联关系符合要求；若不相同，则不符合要求；

B4.模型装配关系比对：将模型装配关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型装配关系规则进行比对；若模型装配关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型装配关系相同，则模型装配关系符合要求；若不相同，则不符合要求；

B5.二维工程图尺寸及公差标注比对：

二维工程图尺寸比对，将二维工程图标记尺寸的数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的二维工程图标记尺寸的数量规则进行比对；若二维工程图标记尺寸的数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的二维工程图标记尺寸的数量相同，则二维工程图标记尺寸的数量符合要求；若不相同，则不符合要求；

二维工程图尺寸公差标注比对，将二维工程图尺寸公差标注的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的二维工程图尺寸公差标注的数值规则进行比对；若二维工程图尺寸公差标注的数值在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的二维工程图尺寸公差标注的数值范围内，则二维工程图尺寸公差标注的数值符合要求；若不相同，则不符合要求；

B6.粗糙度标注比对：将粗糙度标注的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的粗糙度标注的数值规则进行比对；若粗糙度标注的数值在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的粗糙度标注的数值范围内，则粗糙度标注的数值符合要求；若不相同，则不符合要求；

B7.形位公差标注比对：将形位公差标注的类型和数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的形位公差标注的类型和数值规则进行比对；若形位公差标注的类型在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的形位公差标注的类型相同，且形位公差标注的数值在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的形位公差标注的数值范围内，则形位公差标注的类型和数值符合要求；若形位公差标注的类型不相同或形位公差标注的数值不在形位公差标注的数值范围内，则不符合要求；

B8.基准标注比对：将基准标注的数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的基准标注的数量规则进行比对；若基准标注数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的基准标注的数量相同，则基准标注的数量符合要求；若不相同，则不符合要求；

B9.技术要求比对，将技术要求的内容与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的技术要求的内容规则进行比对，若技术要求的内容包含零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的技术要求的内容，则技术要求的内容符合要求，若不包含，则不符合要求；

B10.球标标注比对：将球标标注的数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的球标标注的数量规则进行比对；若球标标注数量与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的球标标注的数量相同，则球标标注的数量符合要求；若不相同，则不符合要求；

B11.工艺参数比对：将工艺参数的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺参数的数值规则进行比对；若工艺参数的数值在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺参数的数值范围内，则工艺参数的数值符合要求，若不相同，则不符合要求；

B12.工艺条件比对：将工艺条件的内容与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺条件的内容规则进行比对，若工艺条件的内容包含零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺条件的内容，则工艺条件的内容符合要求，若不包含，则不符合要求；

S4：完成设计；

重复步骤S1-S3，最终得到符合零部件设计规范的零部件模型。

2.如权利要求1所述的工业产品模型智能化设计方法，其特征在于：

在步骤S1中，三维模型是指物体的点、线、面组成的多边形表示；

二维图是指有三维模型生成的工程图；

零部件模型为零部件的多边形表示；

零部件模型属性包括名称、图号、分类、版本、状态、编码、材料、表面处理、优选等级以及尺寸；

名称是指零部件模型的名称；

图号是指零部件模型二维图图纸的编号；

分类是指零部件模型的类别；

版本是指零部件模型的版本号；

状态是指零部件模型的设计进度状态；

编码是指零部件模型所对应的零部件的编码；

材料是指零部件模型所对应的零部件的材料；

表面处理是指零部件模型所对应的零部件表面处理工艺；

优选等级是指零部件模型所对应的零部件的优先选择的等级；

尺寸是指零部件模型的空间三维尺寸；

零部件模型的集合组成产品三维模型；

零部件模型数据库为包含零部件模型及其属性的数据库。

3.如权利要求1所述的工业产品模型智能化设计方法，其特征在于：

在步骤S2中，所述零部件模型数据库还包括零部件模型尺寸规则数据库；

所述零部件模型尺寸规则数据库包括各零部件模型几何尺寸设计范围、尺寸关联关系；

所述零部件模型几何尺寸设计范围是指零部件模型的大小，具体包括零部件模型的长度、宽度和高度；

所述尺寸关联关系是指零部件模型长、款、高的比例关系。

4.如权利要求1所述的工业产品模型智能化设计方法，其特征在于：

在步骤S3中，所述零部件模型数据库还包括零部件设计规范规则数据库；

所述零部件设计规范规则数据库包括零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则以及工艺规范；

所述建模规范包括模型尺寸、命名方式、尺寸关联关系、及装配关系；

所述图纸规范是指二维工程图尺寸及公差标注、粗糙度标注、形位公差标注、基准标注、技术要求以及球标标注；

所述设计规则指对设计的具体技术要求，是设计工作的规则，包括总体目标的技术描述、功能的技术描述、技术指标的技术描述，以及限制条件的技术描述；

所述工艺规范是对工艺过程中有关技术要求所做的一系列规定，主要包括工艺参数和工艺条件；

修改后的零部件模型包含参数；

所述参数包括比对参数以及非比对参数；

所述比对参数包括模型尺寸、模型名称、模型尺寸关联关系、及模型装配关系；还包括二维工程图尺寸及公差标注、粗糙度标注、形位公差标注、基准标注、技术要求、球标标注，以及工艺参数和工艺条件；

所述非比对参数包括设计的具体技术要求；和总体目标的技术描述、功能的技术描述、技术指标的技术描述,以及限制条件的技术描述。

5.如权利要求1所述的工业产品模型智能化设计方法，其特征在于：

所述步骤S3中还存在另外一种修正方案；若如果修改后的零部件模型包含的参数有任何一个不满足相应的零部件类型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范，则修改后的零部件模型不符合要求，同时对模型不符合的几何信息加亮显示，告知不符合规范的位置及内容，待用户进行确认后，将零部件设计规范规则数据库的参数进行自动修正；

修正的形式有：

X1.模型尺寸修正：提取零部件模型的尺寸参数，将零部件模型的尺寸参数与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的尺寸规则进行比对；若与尺寸规则不同，则尺寸参数不符合要求；零部件设计规范规则数据库根据零部件模型的尺寸规则推荐一个随机值，并将提取的零部件模型的尺寸参数赋值为随机值；所述随机值属于零部件的尺寸规则内；

X2.模型尺寸关联关系修正：将模型尺寸关联关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型尺寸关联关系规则进行比对，若模型尺寸关联关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型尺寸关联关系不相同，则不符合要求；零部件设计规范规则数据库根据模型尺寸关联关系规则直接赋值；

X3.模型装配关系修正：将模型装配关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型装配关系规则进行比对；若模型装配关系与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的模型装配关系不相同；零部件设计规范规则数据库根据模型装配关系规则直接赋值；

X4.粗糙度标注修正：将粗糙度标注的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的粗糙度标注的数值规则进行比对；若粗糙度标注的数值不在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的粗糙度标注的数值范围内，则不符合要求；零部件设计规范规则数据库根据粗糙度标注规则推荐一个随机值，并将提取的粗糙度标注的数值赋值为随机值；所述随机值属于零部件的粗糙度标注的数值规则内；

X5.工艺参数修正：将粗工艺参数的数值与零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺参数的数值规则进行比对；若工艺参数的数值不在零部件设计规范规则数据库中相应的零部件的工艺参数的数值范围内，则不符合要求；零部件设计规范规则数据库根据工艺参数的数值的规则推荐一个随机值，并将提取的工艺参数的数值赋值为随机值；所述随机值属于零部件的工艺参数的数值的规则内。

6.如权利要求1所述的工业产品模型智能化设计方法，其特征在于：所述步骤S3中所述零部件设计规范规则数据库内还存在逻辑处理关系；所述逻辑处理关系为：先执行建模规范比对，然后执行设计规则比对，再执行工艺规范比对，最后执行图纸规范比对。

7.如权利要求1所述的工业产品模型智能化设计方法，其特征在于：

所述步骤S3在比对完成后，三维模型自动输出模型的比对报告；具体步骤如下：

S31：比对检查出来的问题快速加亮定位；

对于在比对中检查出问题的零部件模型，通过提取零部件模型包含的比对参数在模型中找到相对应的位置坐标值；找到模型对应位置的几何线条、表面，将其颜色修改为区别其他位置的颜色，并在该位置按比例放大显示模型，从而实现零部件模型设计出现问题的快速加亮定位；

S32：自动捕捉零部件错误位置并截图；

将S31得到的零部件模型检查后出现问题的位置坐标中选择一个坐标为坐标原点，与屏幕中心位置坐标进行关联；由于零部件模型的所有几何信息（包含坐标值）都是相互关联的，因此整个零部件模型移到了屏幕中心，然后将屏幕中的零部件模型保存成图片文件；

S33：输出模型检查可视化报告；

将零部件模型的建模规范、图纸规范、设计规则、工艺规范进行比对之后的结果及对应的图片文件保存到word、excel、txt文件中，生成可随时查阅的报告。

Images