三维公差标注正确性验证原型软件的研制

作     者：董佯佯 

作者单位：杭州电子科技大学 

学位级别：硕士

导师姓名：吴玉光

授予年度：2015年

学科分类：081203[工学-计算机应用技术] 08[工学] 0804[工学-仪器科学与技术] 0835[工学-软件工程] 0812[工学-计算机科学与技术（可授工学、理学学位）] 

主      题：三维公差标注 正确性 软件开发 约束自由度 

摘      要：公差标注正确性是指根据产品的功能要求来标注零件的公差时，力求做到简洁、明确，便于制造和检测。在制图过程中避免出现公差标注不当或重复标注等现象，给零件的检测与制造带来诸多不便。基于自由度分析的公差技术是研究人员长期的研究内容，许多学者为建立公差技术的理论体系做了长期的努力。但是没有明确约束给定自由度的具体基准，因此不能支持公差检验和公差标注正确性分析，造成当前CAD软件的公差模块均缺少公差标注正确性检查功能。几何公差的标注需要人工判断，并非由三维CAD软件自动判断，导致存在错误标注的可能性。针对这一现状，本文进行了三维公差标注正确性验证原型软件的研制。 所谓公差标注正确性验证方案就是讨论基准要素限制目标要素自由度的任务。本文采用自由度分析方法研究公差标注正确性，根据几何要素自由度的表示、几何要素之间约束自由度的计算方法，通过建立各种公差类型与自由度的关系进行公差标注的正确性检查，进一步利用自由度概念对三维公差域进行定量描述，更好地支持公差检验和测量，实现公差标注的正确性自动验证。针对三维公差标注正确性验证原型软件，本文展开了以下4个方面的研究： （1）实体模型中非几何制造信息的标注。利用UG NX8.0软件中的PMI模块，完成了对三维实体模型公差标注信息的表示。利用PMI模块，对实体模型的几何公差以及尺寸公差进行标注，并以标注属性的方式来完善实体零件信息的表达。 （2）三维实体模型中公差标注信息的程序识别与获取。调用UG NX8.0软件中提供的Open API函数，完成三维实体零件中公差标注信息的提取，并将其分别存储在数据结构中。 （3）建立基准限制能力评价方法。根据目标要素自由度的约束情况，以及基准要素约束目标要素自由度的计算方法和基准体系约束目标要素自由度的计算规则，利用基准的几何类型和位置关系类型评价基准体系限制自由度的能力。 （4）三维公差标注正确性验证软件的分析。分析基于自由度分析的公差标注验证方法，以及公差设计正确性验证的具体规则，包括定向公差、定位公差可应用性，修饰符正确性，冗余基准以及基准体系约束能力检查。将各种规则有机地结合起来，实现该原型软件检查三维公差标注的部分正确性功能。 以UG NX8.0为开发平台并且结合VC++6.0的开发环境，编制了一套三维公差标注正确性验证原型软件，并且进行了实例验证。