1先進制造系統(tǒng)對模具產(chǎn)品建模的要求
早期的模具產(chǎn)品模型,由于受計算機輔助單元技術發(fā)展的影響,大都采用面向幾何建模方法,主要側重于定義制件的幾何信息,缺乏模具設計開發(fā)所要求的工程信息,無法滿足集成化和智能化的發(fā)展要求。隨著特征概念的引入和信息技術的發(fā)展,模具產(chǎn)品建模進入了面向特征的階段。在模具設計的局部層次上通過預定義的特征來描述產(chǎn)品信息,文獻描述了鈑金制件特征的表達,并將鈑金制件按成型方法分為沖裁、彎曲、拉深三類;文獻通過裝配特征來實現(xiàn)自頂向下的模具設計,并具體分析了裝配特征及其描述形式,以及基于裝配特征的裝配模型和零件模型。這些基于特征的建模方法可以有效地描述模具設計活動所需的局部信息,但CIM、CE等先進制造模式對模具產(chǎn)品建模提出了更高的要求:
?。?)完整性要求模具產(chǎn)品模型最大限度地提供和表達豐富的產(chǎn)品信息,即包含產(chǎn)品生命周期內(nèi)的所有產(chǎn)品信息,便于各設計活動高效協(xié)調工作。
在模具產(chǎn)品信息模型中,不僅要解決好制件的信息描述,而且需要解決好模具零件和模具結構的信息表達。
?。?)統(tǒng)一性采用統(tǒng)一的模具產(chǎn)品模型后,不同的開發(fā)者(如制件設計者、模具結構設計者等)可以基于同一基礎進行開發(fā),從效益和集成化角度滿足先進制造理論的要求。另外,產(chǎn)品模型采用統(tǒng)一的標準后,各系統(tǒng)用戶不必關心系統(tǒng)的接口,從而提高系統(tǒng)的通用性、可重構性。
(3)一致性在模具開發(fā)過程中,為便于各用戶之間協(xié)同工作和交流,模具產(chǎn)品模型應基于產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換標準(如STEP標準),采用Express等語言對模具產(chǎn)品數(shù)據(jù)進行一致性定義和描述。
(4)多維性模具產(chǎn)品模型是提供模具設計過程中各種產(chǎn)品信息的途徑,在表達上,應既有局部表達,又有整體表達,支持模具設計過程中各階段的活動,實現(xiàn)模具產(chǎn)品模型不同視圖的描述。
?。?)抽象性模具產(chǎn)品模型的信息描述的外部形式,可以根據(jù)應用對象和用戶習慣的不同而呈現(xiàn)多樣性,但其內(nèi)部數(shù)據(jù)結構表達應力求統(tǒng)一,達到高度的抽象性,以利于各種模具設計應用信息的提取和共享,并逐步擴大領域內(nèi)的標準化和適用范圍。
2基于STEP三層結構的模具產(chǎn)品建模
STEP方法學的基本內(nèi)容為三層結構,即應用層、邏輯層和物理層。本文基于STEP的三層結構模式,提出了模具產(chǎn)品模型的總體框架。
?。?)應用層即用戶活動層,在該層上,模具設計中的各用戶根據(jù)自己的需求來構造自己的應用模型。這一層是表示與模具設計過程中各應用領域有關的外部數(shù)據(jù),它以最符合各應用需求的形式和結構描述信息模型。應用層的信息模型通常是邏輯層集成產(chǎn)品信息模型的子集,模具設計中不同的應用對產(chǎn)品的信息有不同的需求。各系統(tǒng)用戶通過應用層來與邏輯層打交道,所以,應用層是用戶與模具產(chǎn)品模型邏輯層的接口。
?。?)邏輯層通過對模具設計中各應用領域應用模型集合的綜合分析,找出并合并其共同點,協(xié)調沖突,采用比較簡單的基本實體來描述應用層中的復雜客觀事物,最后構造出一個相容統(tǒng)一的、滿足應用模型集合需求的模具產(chǎn)品集成信息模型,該DPIIM是一個全局的、統(tǒng)一的信息模型,一個支持模具設計各應用活動并使冗余信息達到最少的標準化實體集合。文中所提到的模具產(chǎn)品集成信息模型主要是指在邏輯層上的表達,即在計算機內(nèi)部的邏輯結構層,它比應用層更抽象,比物理層更直觀,它是由各子模型構成的,并描述各子模型之間的邏輯關系。在模具產(chǎn)品模型的總體結構中,邏輯層是核心,也是研究的重點。