面向CAD/CAPP集成的零件特征组合描述及其应用

1 引言

    CAPP是连接CAD与CAM的桥梁，是CIMS中不可或缺的重要一环。CAPP的核心任务是生成零件的加工工艺，即制订面向车间和制造资源的零件合理加工工艺路线。在并行工程广泛应用之后，更需要CAPP与CAD实时集成，使得在产品设计过程中就能得到所需的工艺信息。随着特征和特征映射技术的成熟，CAPP将从CAD中提取特征作为工艺推理的输入条件，以最人限度地实现与CAD的无缝链接，因此对设计特征的描述成为工艺推理的一个关键点。本文重点讨论工艺推理中的特征描述及对工艺推理的影响。

2 CAD/CAPP集成系统的特征描述现状

    零件模型的特征主要是零件的设计特征，包括形状特征、材料特征、功能特征、精度特征、管理特征等，这些特征决定了零件的加工工艺。目前，用于CAD/CAPP工艺推理的零件特征描述一般采用如图1所示的单特征描述结构。由于CAD模型侧重于描述零件的几何信息，而CAPP进行工艺推理时更关心的是加工特征的鉴别，因此从CAD模型中提取（见第3.2节）信息的时候比较注意单特征信息的提取，通常会遗漏一些隐含信息，特别是对特征之间的关系的描述，这也是造成目前CAD与CAPP集成困难的原因之一，较为详细地说明了这种差别。提出一种实现从CAD工程图里直接提取特征信息的成组技术(Group Technology，GT)方法，但是在实现集成的同时滤掉了CAD中特征之间的隐含关系。提供CAPP的多Agent解决方案，并为特征描述提供了一个基于单特征识别的特征识别Agent。

    图1 CAPP单特征工艺推理的特征信息描述

    从制造的角度来讲，用单特征描述零件是合理的，包括前面所述的绝人多数CAPP系统都是从单特征出发进行工艺推理，把零件分解成加工元，然后合并工序、排列工序工步顺序、选择工装，最终生成零件的加工工艺。这种工艺推理方法过分强调特征的独立性，忽视了特征之间的关联和组合关系，造成工艺推理结果的不准确和工序工步排序的不合理；同时，过分忽视零件的拓扑关系也有悖设计的初衷，提高CAPP特征描述的准确性与全面性势在必行。

    在单特征描述的基础上加入特征组合描述是完善零件特征信息模型的一条可行途径，也是本文的主旨。

3 面向工艺推理的特征组合描述

    3.1 零件的特征组合描述

    CAPP中对零件进行工艺推理时对零件特征的描述有以下要求：

    (1)精确、全面地描述整个零件的组成，即零件的几何描迷；

    (2)充分表达零件设计的工艺要求，即零件的工艺信息；