APPLICATION RESEARCH OF COMBINATION PRINCIPLE IN CAD FEATURE RECOGNIZATION

The method of extracting the basic features of part from the file of STEP AP214 of 3-D model is proposed. All faces in the file are the minimal elements. The combination is done for the faces with geometry restrictions and some attributes by the theory of the best alphabetic tree which is constructed by HU-TUCKER algorithm in combination principle. So the basic features could be attained. This provides the research basis to the more share and integration of CAD information in the virtual enterprises. Finally, a case is used to illustrate the validity of the approach.     

支持并行产品开发的数据集成方法研究

并行产品开发的基本支持条件之一是计算机辅助工具之间必须实现信息集成，目前，大多数ＣＡｘ系统仍缺乏支持产品生命周期信息集成的手段，特别是ＣＡＤ与ＣＡＰＰ之间的特征集成，至今仍是一个未解决的难题。ＳＴＥＰ方法的提出为ＣＡｘ／ＤＦｘ集成确定了总体方向。本文根据８６３／ＣＩＭＳ关键技术攻关项目“并行工程”的需求，利用ＳＴＥＰ开发工具，通过对ＣＡＤ特征再建模的方法支持ＣＡＤ与ＤＦＭ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ／ＣＡＦ     

基于STEP的并行产品开发信息集成及设计版本管理技术

分析了并行产品开发的特点,提出了并行产品开发的信息集成框架,并从８６３／ＣＩＭＳ关键技术攻关项目“并行工程”的需求出发,参照ＳＴＥＰ应用协议ＡＰ２１４,建立了并行工程产品特征信息主模型,同时利用ＳＴＥＰ开发工具,通过对ＣＡＤ特征再建模的方法支持ＣＡＤ与ＤＦＭ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ／ＣＡＦＤ的信息集成;利用Ｄｅｌｔａ文件管理工具实现产品数据设计版本管理。     

基于STEP的特征造型系统

零件的特征建模是ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＣＡＭ集成的关键，本文于ＳＴＥＰ的特征造型系统ＪＷ－ＣＡＤ。它以Ｐｒｏ／Ｅ系统作为支撑软件，并用ＳＴＥＰ标准作为零件信息达与数据交换机制。     

STEP专用处理器的设计

介绍ＳＴＥＰ专用处理器的用户字典文件、内存工作格式和ＡＰＩ设计方法,讨论内存工作格式的系统结构,相关信息的组织方法,允许用户查询,修改并得构ＳＴＥＰ文件,并对用户的操作进行语法检查、语法检查;通过调用基本功能函数,用户针对自己的应用编写ＡＰＩ,通过ＡＰＩ提取ＣＡＰＰ、ＣＡＭ所需要的信息,实现系统之间的信息交换与共享。以机械产品设计为目标,遵照ＡＰ２０３、ＡＰ２１４,建立了ＪＷ－ＣＡＤ中的应用协议Ｊ     

基于STEP和STEP-NC的CAD/CAPP/CAM/CNC系统集成技术研究

针对当前CAx系统间难以实现产品信息交换和共享的问题,提出了一种基于产品模型数据交换标准和数据接口标准的信息集成方法;建立了一个计算机辅助设计／计算机辅助制造／计算机数字控制系统集成模型,采用产品模型数据交换标准和数据接口标准中性文件形式描述产品信息,各系统之间通过中性文件实现信息的交换和共享;深入研究了工艺信息建模、STEP AP203文件到AP224文件的转换及自动特征识别等关键集成技术。     

应用STEP和STEP-NC实现CAD/CAPP系统集成

CAD和CAPP系统的集成一直是一个研究中的难题，其原因在于由于信息表达的不一致，使CAPP系统需要针对不同的CAD系统设计专门的信息提取模块，而对于CAPP下游来说，CAM也不能利用全部的产品设计和工艺信息。STEP标准作为CAD系统的输出，可以为OAPP系统提取信息提供一个统一的接口。而STEP—NC作为新一代数控标准，继承了STEP标准的属性，可以作为CAD／CAPP／CAM／CNC集成的桥梁。应用STEP中性文件，CAPP提取产品的制造特征和加工工步，生成工艺文件，并以STEP—NC中性文件形式输出，便于后续CAM和CNC系统的调用，从而达到CAD／CAPP／CAM／CNC信息集成的目的。     

基于属性邻接图的加工特征识别研究

从零件的CAD模型中获取工艺设计所需的加工特征信息是CAPP的基础,也是实现CAPP与CAD集成的关键。研究旨在探讨中等复杂程度机械零件的加工特征识别方法。采取方法是从三维设计软件中得到CAD模型,对该模型输出的STEP AP203文件进行处理,获得面特征及其连接边的凹凸性,得到属性邻接图,将其进行处理得到全凹(或全凸)连接的子图,然后将子图中所有代表毛坯面的节点去掉,剩下的就是各特征对应的特征子图。再按照特征子图匹配法,将每个子图与预先定义的特征图进行匹配,就得到了所需要识别的特征。实例结果显示该方法是简便有效的,大大减少了图匹配的计算量。     

面向STEP-NC的特征CAD/CAPP系统

将特征建模技术与STEP及STEP-NC标准相结合,为实现CAD/CAPP/CAM及CNC的集成,探索了一条有效的途径。建立基于STEP AP224的特征模型,它包含工艺设计所需要的产品管理、材料、精度等信息。另外,将特征与加工方法链相对应,并建立相应的数据库,同时讨论了工步排序的若干规则。在Pro/ENGINEER软件平台上,实现了CAD/CAPP/CAM高层次的集成。以三轴数控加工的棱柱体零件为例,阐述了工步的产生以及排序,最终生成符合STEP-NC标准的加工文件。     

基于STEP文件的图匹配方法研究

从零件的CAD模型中获取工艺设计所需的加工特征信息是CAPP的基础,也是实现CAPP与CAD集成的关键。研究旨在探讨中等复杂程度的机械零件加工特征识别方法,采取其方法从三维设计软件中得到CAD模型。对该模型输出的STEPAP203文件进行处理,获得面特征及其连接边的凹凸性,得到属性邻接图,将其进行处理得到全凹（或全凸）连接的子图,然后将子图中所有代表毛坯面的节点去掉,剩下的就是各特征对应的特征子图。再按照特征子图匹配法,将每个子图与预先定义的特征图进行匹配,就得到了所需要识别的特征。实例结果显示,该方法简便有效,大大减少了图匹配的计算量。     

关于STEP中性文件数据结构的研究及实现

STEPq-性文件作为STEP标准最为广泛的应用，成为当下主流CAD／CAM系统无一不支持的输入输出中性格式，无论是实现CAX系统间的数据集成，还是二次开发都需要解读STEP中性文件的信息模型。这里就此给出简要阐述，并介绍了STEP中性文件前后处理器的实现方法。     

一种基于STEP的CAD模型直接分层方法

提出了一种基于产品模型数据交换标准的3维计算机辅助设计实体模型直接分层方法,零件的原始计算机辅助设计模型以产品模型数据交换标准中性文件的格式输入分层系统,系统提取其几何拓扑信息并重建计算机内部几何模型。用户选择零件的制作方向并指定分层厚度后,系统自动对计算机辅助设计模型进行直接分层,分层结果可直接送到各种快速成型系统加工。基于产品模型数据交换标准的计算机辅助设计模型直接分层不依赖任何特定的计算机辅助设计系统,通用性、灵活性好,而且产品模型数据交换标准文件的数据量大大小于STL文件,有利于网络化设计与制造环境下的数据传输与交换。     

基于STEP的机械零件CAD/CAPP的集成方法

在统一的产品信息模型的基础上,采用 Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ标准实现产品数据的交换与共享,制定了圆锥 轮的应用协议（ Ｚ Ｃ Ａ Ｐ）,达到 Ｃ Ａ Ｄ／ Ｃ Ａ Ｐ Ｐ系统集成。 Ｃ Ａ Ｄ 系统根据 Ｚ Ｃ Ａ Ｐ建立零件特征模型,输出 Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ中性文件。 Ｃ Ａ Ｐ Ｐ系统根据应用协议对 Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ中性文件进行后置处理,提取零件信息,制定加工工艺。为了使产品数据操作方便,该系统可以对产品数据进行查阅、修改及 Ｓ Ｔ Ｅ Ｐ文件的重构。     

Web-based CAD viewer with dimensional verification capability through the STEP translation server

To design a CAD viewer on the Web, a file translation system which converts a native CAD file of a commercial CAD to the simplified CAD file is required. However, commercial CAD viewers have used simplified geometric data similar to the VRML format. Thus, it has been difficult to apply such data to the accurate design and dimension examination procedures, in this paper, a STEP translation server supporting most CAD native formats is devised. To apply the STEP file to the precise CAD viewer, an accurate geometric data extraction method from the STEP file is studied. A STEP translator classifies and defines geometric shapes according to the boundary information. Viewing and measurement functions of the developed system verify the geometries, interferences, dimensional errors, human factors, and form errors of the CAD data. In addition, design modification messages are transferred through the markup functions of the system. Collaborators are able to share their design ideas and opinions rapidly and remotely through the XML (extensible Markup Language) open architecture. The effectiveness of the developed system is confirmed through case studies.     

基于STEP的CAD/CAPP零件信息集成

针对目前应用CAD、CAPP、CAM这些自动化孤岛存在的问题，提出了基于STEP标准的CAD/CAPP集成方案，重点阐述运用面向对象技术及数据库技术从三维CAD输出文件-STEP中性文件中自动提取和识别零件特征的方法。该方法可作为异构CAD系统与CAPP间零件信息传输的接口工具。     

基于广义特征的零件信息模型研究

针对并行工程的需求,基于广义特征和ＳＴＥＰ标准建立了零件信息模型,并在Ｐｒｏ／Ｅｎｇｉｎｅｅｒ软件二次开发的基础上,实现了一个基于特征的ＣＡＤ系统,该系统可实现自动特征识别。基于所建立的零件信息模型,系统可自动生成ＳＴＥＰ文件,为设计的后续过程提供丰富的零件信息,便于实现ＣＡＤ与后续过程的集成和并行。利用建立的零件信息模型,实现了ＣＡＤ／ＣＡＰＰ／ＤＦＭ的信息集成。     

基于敏捷制造的从IGES格式到XML格式中性文件的转换研究

根据敏捷制造中产品数据共享的概念 ,探讨了在CAD/CAPP/CAM集成系统中 ,将IGES格式文件转换成XML格式文件的规则及方法。以C #为开发平台 ,研制符合STEP标准的XML中性信息文件转换系统 ,并建立基本转换信息库 ,以存储、传递面向CAx的设计制造特征信息     

An intelligent process planning system for prismatic parts using STEP features

This paper presents an intelligent process planning system using STEP features (ST-FeatCAPP) for prismatic parts. The system maps a STEP AP224 XML data file, without using a complex feature recognition process, and produces the corresponding machining operations to generate the process plan and corresponding STEP-NC in XML format. It carries out several stages of process planning such as operations selection, tool selection, machining parameters determination, machine tools selection and setup planning. A hybrid approach of most recent techniques (neural networks, fuzzy logic and rule-based) of artificial intelligence is used as the inference engine of the developed system. An object-oriented approach is used in the definition and implementation of the system. An example part is tested and the corresponding process plan is presented to demonstrate and verify the proposed CAPP system. The paper thus suggests a new feature-based intelligent CAPP system for avoiding complex feature recognition and knowledge acquisition problems.     

面向STEP文件基于属性邻接图的加工特征识别研究

研究了从中性文件STEPAP203文件中得到加工几何特征的方法。首先分析了STEPAP203文件的组织结构,然后从中提取有关面和面之间的连接信息,用属性邻接图表示出来。讨论了基于特征子图匹配的特征识别方法以及属性邻接图的分解。用此特征识别方法实现了中等复杂程度机械零件的特征识别。     

Extraction of manufacturing information from design-by-feature solid model through feature recognition

Feature recognition is the key to the computer-aided design (CAD) and computer-aided manufacturing (CAM) integration to build a computer-integrated manufacturing system. There are two approaches to CAD feature recognition: platform-dependent and platform-independent. In the platform-independent approach, the part’s geometrical data are extracted from a neutral file such as DXF, IGES, or STEP. In contrast, the platform-dependent approach extracts the information of the design features directly from a design-by-feature solid model through the object-oriented model of a part. This paper explains a platform-dependent approach which is implemented to translate design features into manufacturing information. This approach begins with simplification using the suppression of fillets, and clustering non-intersecting design features is done. Then, the rule-based method is employed in order to recognize machining features. Finally, the needed manufacturing information such as tool accessing direction, dimensions, material removal regions, and geometrical and topological data is recognized. The application of the proposed system would be exhibited in generating machine path code for rapid prototyping and CNC machines and providing a database for computer-aided process planning. The proposed system was implemented on Autodesk Inventor and successfully tested for many complex 3D models.