汽车部件中装配约束的跨平台交换与快速重建

发布时间：2024-05-30 19:44

　　汽车产品的开发,是在由主机厂和各层级不同供应商组成的异构网络中达成的。如何让产品数据在各个主机厂和众多供应商之间的不同CAD系统中进行完整和准确的交换,一直是困扰行业的重要问题。其中,国际标准化组织(ISO)推出的STEP三维数据交换标准(AP203和AP214)成为机械、汽车行业内最为普遍的解决方案。通过STEP标准(基于AP203和AP214应用协议)可以对三维几何数据和部分装配信息进行有效的交换,但装配约束信息并不包含在内。对于下游的工程师而言,如何在复杂、多层级的装配中重建这些缺失的装配约束是一个非常困难的工作,即使在上游工程师充分协助的情况下,也仍是一个非常耗时、充满挑战性的工作。本文尝试在STEP数据交换标准的基础上,辅以额外的装配信息描述文件,在后端系统上自动重建缺失的装配约束,将之前的手工重建过程转换为自动化过程,提高设计质量和效率。本文以汽车行业普遍使用的主流设计系统Dassault CATIA和Siemens NX为例,通过二次开发实现并验证了上述构想。基于上述工作,本研究探讨了不同CAD系统之间装配约束的映射与匹配问题,并在此基础上定义了复杂装配体间的装配约束的通...

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 研究背景
        1.1.1 汽车产品装配信息交换和重建所面临主要问题
        1.1.2 不同的CAD系统之间装配约束信息交换对产品设计的影响
        1.1.3 数据交换及所引发的问题
        1.1.4 自动化装配的必要性
        1.1.5 课题研究的意义
    1.2 不同的CAD间装配约束信息转换和自动化装配的研究现状
        1.2.1 数据交换的国内外研究现状
        1.2.2 自动化装配的国内外研究现状
        1.2.3 课题组的前期研究基础与成果
    1.3 本文研究内容
        1.3.1 研究内容
        1.3.2 研究机制与流程
    1.4 本章小结
2 开发平台的定义与关键技术
    2.1 前端开发平台的建立
        2.1.1 CATIA二次开发平台架构
        2.1.2 前端开发的技术方案
    2.2 后端开发平台的建立
        2.2.1 Siemens NX二次开发工具
        2.2.2 知识工程
        2.2.3 高效的用户化系统菜单和操作界面
        2.2.4 后端开发的技术方案
    2.3 基于XML的装配约束交换协议
        2.3.1 装配约束的描述
        2.3.2 XML装配信息模板的选定
    2.4 本章小结
3 增量化的装配约束重建方法
    3.1 CATIA与 NX的装配映射
    3.2 数据转换过程中的体素识别问题
        3.2.1 不同软件对体素的识别方式不同
        3.2.2 CAD数据转换与信息丢失
    3.3 增量式装配约束重建方法
        3.3.1 方法的定义
        3.3.2 实质等效性的概念
        3.3.3 不同装配约束的等效方法
    3.4 以实质等效为基础的XML模板构建方法
    3.5 装配约束的自动识别与重建
    3.6 本章小结
4 增量式装配约束重建模块的程序实施
    4.1 二次开发总体程序架构
    4.2 前端程序架构
        4.2.1 前端程序功能定义
        4.2.2 XML文件承载的信息类型
        4.2.3 局部坐标系与空间坐标系的转换
        4.2.4 XML文件的定义
        4.2.5 装配约束的遍历与获取
        4.2.6 维护XML文件信息的唯一性
        4.2.7 基于命令行模式的前端输出程序
    4.3 后端程序架构
        4.3.1 二次开发环境配置
        4.3.2 后端程序功能定义及程序运行界面
        4.3.3 XML文件中装配约束的解析方法
        4.3.4 基于XML文件的装配约束增量式重建
        4.3.5 基于STEP文件的装配约束自动识别与重建
    4.4 基于XML文件与STEP文件的程序架构
    4.5 本章小结
5 方案测试与实例验证
    5.1 测试与验证手段
    5.2 系统验证
    5.3 本章小结
结论
参考文献
致谢



本文编号：3984716