液压成形模具数模规范自动校验技术分析

沈阳航空航天大学研究生学位论文摘要针对在CATIA中使用人工审核措施检测工装数模规范性时效率低、易漏检等问题， 本文提出了一种对工装数模规范性进行自动校验的措施。论文研究了老式数模规范检查模式，对LL-5国内外有关数模规范检查的研究现状， 分析了CATIA二次开发的措施和手段，拟定以CAA为基本进行系统的开发工具。论文从 几何图形模块、机械模块、产品构造和装配设计模块三部分，具体简介了CAA技术的开 发原理，为自动校验软件的开发提供理论基本。本文针对与国内液压成型模具数模检查规范，制定了软件的总体设计方案，涉及检 测内容需求、功能需求以及软件设计流程等内容。通过解决人机交互界面开发、与知识 工程配合和后台检测技术等核心问题，实现了一套较为完整的液压模具数模规范自动校 验软件，实现了存储途径及文献名检查、数模属性检查、零部件号及原则件号检查、几 何特性检查等功能。本文实现了数模自动校验原形系统，具有一定工程应用价值，可以缩短工装设计周 期中用于校验的时间，提高工作效率，为模具设计部门对工装数模规范性实现高效精确 检测提供协助。核心词：规范；自动校验；数模；CAA：CATIAAbstractConsidering the low efficiency and high error rate in checking the normative ofdigitalm。del。f hydraulic die with conventi。nal meth。d in CATIA，a meth。d for aut。maticcheckingis proposedThe paper researched the conventional method。f checking the digitalm。del，c。mparedthe domestic and international studies in thisfield，analyzed the means of secondarydeVelopment on CATIA，and decided to use CAA as the basis development t001Thepaper1mroduced the principle of technology about C从from the side ofgeometric modelerImechanlcal modeler,product structure and assembly design modeler,provided a theoretical basis on the development of the automatic design softwareBased on the normative of digital model of hydraulic die from the technicalstaft,deVeloped the overall design of the software，including test content requirements，functional requl。ements and process of software design，etcWith the resolution of key issues suchas thedeVelopment of human machine interface，knowledge engineering and the techn0109y of background detection，finished a relatively complete system of automatic desi2n so缸ware Achieved the goal of store path and file name checking，property checking，part number checking，geometric feature checking，etcThe study is an exploration on technology of automatic checking of digital model，hasacertain Value on engineering applicationsThe system could shorten the time of checking during the designing of hydraulic die，enhance work efficiency and provide a solid base for the high。speed checking of digital model for the department of hydraulic die designKeywords：normativeness；automatic checking；digital model；CAA；CATIA沈阳航空航天大学研究生学位论文第1章绪论11本课题的研究背景111数字化设计制造中原则化的意义数字化制造技术在航空航天领域的研发、设计、生产、制造中正在被逐渐的切实推 行和不断改善完善 。通过数字化制造技术，产品可以用数字化的模型来体现，模型的 数据可以以便快捷的被各个阶段的有关部门所共享。从而使得在对产品进行设计的同 时，可以进行CAE的分析计算、工装设计、工艺设计、可制造性分析以及进行数字化 传递，这就为并行工程奠定了坚实的基本【2，3】。数字化设计制造技术的发展彻底颠覆了之 前老式的设计制造措施，涉及原则、规范和技术体系等内容。在航空领域的数字化制造 过程中，产品数模已经逐渐渗入并将最后取代工程图纸而成为重要的制造根据。在航空航天行业的工装设计中，随着着CAD技术的普遍应用和推广，一项核心问 题被逐渐显露出来，即整个应用环节中的原则化(规范化)问题。对于工装数模等的支 持性原则、规范目前还不十分健全，因此直接影响到其在工装设计中的广泛实践，从而 在一定限度上制约了行业的研发进程。从原则可以给公司带来高效和质量的角度来看，各航空公司对其予以了高度的重 视。根据资料显示，仅研究制造一新型号的民机就需要7,00010，000条原则作为技术 支撑，其中至少有3,000条为设计需要4】。截至目前，全球各出名航空公司(Airbus SAS，Boeing，etc)在民用飞机的研制领 域所需规范高达34，000项【5】。其中涉及航空产品生产准备、制造、检查、交付使用的技 术性规范航空工艺原则，受其制约与支持的航空产品原则以及取决于航空工艺原则 的可实现性的航空产品设计原则。所有这些均为飞机的整个研制阶段所需的不同数模建 立提供了技术规范，对于保障产品数模一致统一以及各重要环节的协调起到十分重要的 作用【610在工装数据传递的一体化迅速设计中，产品数模作为唯一的制造根据，其可靠性与 精确性无论对于生产加工的效率还是质量都具有着举足轻重的影响。如何保证工装数模 的精确可靠因此成为一种核心问题。模具设计规范、建模规范等一系列原则性文献是保 证工装设计的可靠的基本，因此还必须保证这些原则得以有效实行。1沈阳航空航天大学研究生学位论文第1章绪论11本课题的研究背景111数字化设计制造中原则化的意义数字化制造技术在航空航天领域的研发、设计、生产、制造中正在被逐渐的切实推 行和不断改善完善 。通过数字化制造技术，产品可以用数字化的模型来体现，模型的 数据可以以便快捷的被各个阶段的有关部门所共享。从而使得在对产品进行设计的同 时，可以进行CAE的分析计算、工装设计、工艺设计、可制造性分析以及进行数字化 传递，这就为并行工程奠定了坚实的基本【2，3】。数字化设计制造技术的发展彻底颠覆了之 前老式的设计制造措施，涉及原则、规范和技术体系等内容。在航空领域的数字化制造 过程中，产品数模已经逐渐渗入并将最后取代工程图纸而成为重要的制造根据。在航空航天行业的工装设计中，随着着CAD技术的普遍应用和推广，一项核心问 题被逐渐显露出来，即整个应用环节中的原则化(规范化)问题。对于工装数模等的支 持性原则、规范目前还不十分健全，因此直接影响到其在工装设计中的广泛实践，从而 在一定限度上制约了行业的研发进程。从原则可以给公司带来高效和质量的角度来看，各航空公司对其予以了高度的重 视。根据资料显示，仅研究制造一新型号的民机就需要7,00010，000条原则作为技术 支撑，其中至少有3,000条为设计需要4】。截至目前，全球各出名航空公司(Airbus SAS，Boeing，etc)在民用飞机的研制领 域所需规范高达34，000项【5】。其中涉及航空产品生产准备、制造、检查、交付使用的技 术性规范航空工艺原则，受其制约与支持的航空产品原则以及取决于航空工艺原则 的可实现性的航空产品设计原则。所有这些均为飞机的整个研制阶段所需的不同数模建 立提供了技术规范，对于保障产品数模一致统一以及各重要环节的协调起到十分重要的 作用【610在工装数据传递的一体化迅速设计中，产品数模作为唯一的制造根据，其可靠性与 精确性无论对于生产加工的效率还是质量都具有着举足轻重的影响。如何保证工装数模 的精确可靠因此成为一种核心问题。模具设计规范、建模规范等一系列原则性文献是保 证工装设计的可靠的基本，因此还必须保证这些原则得以有效实行。1沈阳航空航天大学研究生学位论文112老式工装数模规范检查的问题 老式数模规范检查中存在的问题重要有如下几点： 1先进的制图方式和落后的审图方式不协调由于各航空研究所、公司已经重要采用计算机软件开展设计(CAD)及资料保存 (PDM)，而针对研制环节中各项制图等原则的检查和执行却仍旧停留在以纸介质为基 础传递方式的工作环境，这就导致了设计与审查环节无法协调一致。先进的CAD技术使得研发人员可以在单位时间内完毕较以往更多数量的设计图， 并且常常容易大量集中在一起进行提交审校。而与此同步，质量以及原则化方面的人员 却无法依托于计算机以便快捷的特点开展工作。目前来讲，诸多公司的审图环节规定将图纸所有打印出来，再进行原则化会签，这 是一种相称老式的方式。如果继续沿用这种措施，会发现其在新的设计业务流程里面对 于项目时间的占用比例将浮现急剧上升趋势。因此落后的审图模式对新的设计系统是 一种严重的、无可奈何的连累，必须想措施运用计算机(软件程序)迅速的特点参与审 图。2老式的审图内容面临继承和拓展 在老式的纸介质手工作业的模式下的检查项目必须要得到继承，这些内容重要是传统的针对纸面制图规定的国标画法检查、文字检查、视图检查、尺寸格式检查、图框及 标题栏检查等等。但是，公司往往缺少有效的计算机辅助手段来对模型及图纸进行检查， 这涉及如下几种方面的困难：对于某些通查项目，在图纸数量众多的状况下难于实行批量检查：既有的方式是 一张一张图纸，或者一种一种文献地逐个审查，无法运用计算机迅速批量的特点开展作 业。诸多检查项目难以单独依托人的眼睛或工程经验来辨认：例如相似线条被密集地 复制于一种狭小的区间；两张空间曲面，形状上极为接近，但是数学函数上差别很大等 等。3公司缺少统一的技术原则和规范 在产品全数字化设计制造过程中，三维模型作为产品信息的重要源头，己发展成为进行工程分析、模拟装配、数控编程等后续工作的重要数据基本。这就使得有效保证模2沈阳航空航天大学研究生学位论文型的精确性和规范性显得非常重要，由于只有从源头上保证数据的对的性，才干使后续 的工作顺利、高效、精确地进行。但是，在三维建模过程中，往往由于公司缺少统一的 技术原则和规范，没有明确相应的CATIA操作使用规范和对设计部门所提供模型的建 模规定，产品设计人员很难在短期内掌握对的的使用措施，常常性的产生诸多理解上的 问题和操作错误，导致三维模型浮现多种质量问题和缺陷， 这些缺陷也许会引起后续 应用的多种问题。生产过程中存在如下常用问题：命名规则问题；反复几何定义和几何定义的唯一性问题；制造工艺性问题；数模属性问题；制图规则性问题； 这些问题的浮现，严重地影响了生产效率，迫切需要解决。此外，有关资料表白：对一家全球性制造商所做的一项工程的调查发现，在制造商和供应商所创立的成千上万 个CAD模型中，只有8没有缺陷。另据一家出名汽车制造商估计，有缺陷的CAD 模型曾使她们每年多耗费高达2，300万美元71。12本课题的目的和意义121课题的研究目的 数模的审校是一种全新的概念，它不同于以往二维工程图的原则化审核，其内容包括不适合人工原则化的审核、人工实现比较繁琐的审核以及易于实现软件自动化原则的 审核等。数模的建模质量直接影响到生产和产品的质量，建模原则化和原则化检查是保证建 模质量的重要途径之一。基于计算机高速运算、精确无误的特性，通过软件实现工装数 模数字化审核，不仅提高效率，并且保证审核的精确可靠，保证产品质量。 122课题的研究意义研究整顿液压成形模具数模建模规范，在CATIA的基本上进行二次开发，实现标 准与规范的自动审核，一方面可以保证数字化制造中各个传递环节的协调一致，规范数 模，另一方面还可以提高产品的质量，减少生产制导致本，减少生产环节中出错的几率。3沈阳航空航天大学研究生学位论文型的精确性和规范性显得非常重要，由于只有从源头上保证数据的对的性，才干使后续 的工作顺利、高效、精确地进行。但是，在三维建模过程中，往往由于公司缺少统一的 技术原则和规范，没有明确相应的CATIA操作使用规范和对设计部门所提供模型的建 模规定，产品设计人员很难在短期内掌握对的的使用措施，常常性的产生诸多理解上的 问题和操作错误，导致三维模型浮现多种质量问题和缺陷， 这些缺陷也许会引起后续 应用的多种问题。生产过程中存在如下常用问题：命名规则问题；反复几何定义和几何定义的唯一性问题；制造工艺性问题；数模属性问题；制图规则性问题； 这些问题的浮现，严重地影响了生产效率，迫切需要解决。此外，有关资料表白：对一家全球性制造商所做的一项工程的调查发现，在制造商和供应商所创立的成千上万 个CAD模型中，只有8没有缺陷。另据一家出名汽车制造商估计，有缺陷的CAD 模型曾使她们每年多耗费高达2，300万美元71。12本课题的目的和意义121课题的研究目的 数模的审校是一种全新的概念，它不同于以往二维工程图的原则化审核，其内容包括不适合人工原则化的审核、人工实现比较繁琐的审核以及易于实现软件自动化原则的 审核等。数模的建模质量直接影响到生产和产品的质量，建模原则化和原则化检查是保证建 模质量的重要途径之一。基于计算机高速运算、精确无误的特性，通过软件实现工装数 模数字化审核，不仅提高效率，并且保证审核的精确可靠，保证产品质量。 122课题的研究意义研究整顿液压成形模具数模建模规范，在CATIA的基本上进行二次开发，实现标 准与规范的自动审核，一方面可以保证数字化制造中各个传递环节的协调一致，规范数 模，另一方面还可以提高产品的质量，减少生产制导致本，减少生产环节中出错的几率。3沈阳航空航天大学研究生学位论文针对液压成型模具数字化设计中建模实现规范化和原则化自动审核，保证在数字化 设计制造过程中数模规范化，协调各个环节，可觉得设计数字化奠定一定的基本，挣脱 老式设计和制造方式，增进数字化设计制造中原则化的推广，对研制的进度和质量的制 约具有重要意义。总体来讲，具有如下长处：支持模具的数字化设计；减少制导致本：实现设计数模规范化、审核自动化避免设计数模以及规范化审核中的人为失误；规范化的数模可以保证各个生产环节的协调；将手工繁琐的工作实现自动化； 13国内外研究现状由于前文所述的有关问题的存在，国际上有关制造业数字化的原则已经陆续出台， 广泛应用在航空领域数字化设计、制造、检查以及维护管理等全生命周期活动，从而为 制造业的数字化奠定坚实基本8】o欧美的具有先进制造技术经验的公司目前已经在数字化应用中形成了初具规模的 数字化规范。然而，从整体实践经验和状况来看，仅仅有规范是无法彻底满足实际生产 的需要的。由于里面蕴藏着过多的人为因素的干扰，为了保证规范可以得到精确无误的 执行，还必须使用与前面规范相适应的检测措施来与之进行配套实行【91。因此，真正实 现制造业数模规范化的唯一途径，就是根据公司预先制定出来的完善的建模规范，进而 针对与其相相应的软件进行二次开发方面的研究，将相应的数模自动校验程序建立起 来，实现数模规范的自动校验。有关模型检查方面的程序，目前国外存在如下几种针对CATIA V5模型检查的商 品化软件【10】：德国TransCAT公司开发的QChecker模型检查程序； 英国公司Hellidon Group Limited开发的PrescientQA软件； 美国INCAT公司开发的I-Checker模型数据检查程序。4沈阳航空航天大学研究生学位论文根据有关资料简介，这些模型检查的程序均是以达索公司(Dassault Syst6mes)V5 版本的CATIA为基本，针对外国公司顾客的需求特点而进行开发的，具有一定的模型 自动检查功能，可以实现模型检查报告的整顿输出】。同步，这些软件还具有一定的可 扩展性，容许顾客通过对软件的二次开发?将公司自身某些特殊的模型检查规范采纳进 入其中。据理解，到目前为止，国内有个别航空公司引进了某些国外的模型检查软件，但一 直未能推广应用起来，重要因素是基于国外顾客特点开发的软件并不适合国内国内公司 的状况，购买软件的公司仍然需要对软件进行大量改造工作(二次开发)，需要耗费大 量的资金和人力投入。而由于公司缺少必要的软件开发人员，这在一定限度上给公司带 来很大的困难12】。目前较为可行的方案是在已有的建模规范基本上，自行开发研制模型 检查程序。在程序开发初期阶段，可采用从某些实用的基本功能入手逐渐完善的原则， 最后完毕整个模型检查程序的开发。14本文的重要研究内容及构造安捧141重要研究内容 本课题重要解决如下内容：1研究CATIA二次开发技术以及CAA开发原理；2完善液压成型模具数模建模规范；3以建模规范为准则，在三维设计软件(CATIA)的环境一卜，设计一套建模规范 自动审核软件。4通过CAA开发的方式，完毕校验软件的实现。 通过本文的研究，可以保证建模规范的有效实行，缩短工装数模原则化审核时间，避免审核过程中的人为疏忽和错误，缩短设计周期，改善设计质量。课题中开发的软件 系统是在CATIA的基本上进行二次开发，对于液压成形数模运用工装数模中的模型管 理树和几何特性，自动获取信息，实现模型的自动化原则化审核，完毕相应的软件。 142构造安捧(1)第一章为绪论，对于论文的研究背景(特别是数模规范和老式的数模规范检查)、本课题的目的和意义以及国内外有关的研究状况做了简介；论述了论文的重要研5沈阳航空航天大学研究生学位论文根据有关资料简介，这些模型检查的程序均是以达索公司(Dassault Syst6mes)V5 版本的CATIA为基本，针对外国公司顾客的需求特点而进行开发的，具有一定的模型 自动检查功能，可以实现模型检查报告的整顿输出】。同步，这些软件还具有一定的可 扩展性，容许顾客通过对软件的二次开发?将公司自身某些特殊的模型检查规范采纳进 入其中。据理解，到目前为止，国内有个别航空公司引进了某些国外的模型检查软件，但一 直未能推广应用起来，重要因素是基于国外顾客特点开发的软件并不适合国内国内公司 的状况，购买软件的公司仍然需要对软件进行大量改造工作(二次开发)，需要耗费大 量的资金和人力投入。而由于公司缺少必要的软件开发人员，这在一定限度上给公司带 来很大的困难12】。目前较为可行的方案是在已有的建模规范基本上，自行开发研制模型 检查程序。在程序开发初期阶段，可采用从某些实用的基本功能入手逐渐完善的原则， 最后完毕整个模型检查程序的开发。14本文的重要研究内容及构造安捧141重要研究内容 本课题重要解决如下内容：1研究CATIA二次开发技术以及CAA开发原理；2完善液压成型模具数模建模规范；3以建模规范为准则，在三维设计软件(CATIA)的环境一卜，设计一套建模规范 自动审核软件。4通过CAA开发的方式，完毕校验软件的实现。 通过本文的研究，可以保证建模规范的有效实行，缩短工装数模原则化审核时间，避免审核过程中的人为疏忽和错误，缩短设计周期，改善设计质量。课题中开发的软件 系统是在CATIA的基本上进行二次开发，对于液压成形数模运用工装数模中的模型管 理树和几何特性，自动获取信息，实现模型的自动化原则化审核，完毕相应的软件。 142构造安捧(1)第一章为绪论，对于论文的研究背景(特别是数模规范和老式的数模规范检查)、本课题的目的和意义以及国内外有关的研究状况做了简介；论述了论文的重要研5沈阳航空航天大学研究生学位论文 究内容。(2)第二章为数模规范自动校验技术开发环境，对于本课题所处的软件环境涉及 CATIA V5进行了简要简介，总结归纳了常用的CATIA二次开发措施及其优势和弊端， 从而引出本文所采用的CAA技术，并对其开发基本作了一定阐明。(3)第三章为CAA开发原理研究，具体论述了基于CAA技术对CATIA进行二次 开发的原理，从它的整体架构出发，对其三个重要构成部分，涉及几何图形模块 (Geometric Modeler)、机械模块(Mechanical Modeler)、以及产品构造和装配设计模块 (Product Structure and Assembly Design)进行了进一步论述，通过原理简介，搭配一定量 的程序阐明及注释。为下文液压成型模具数模自动校验技术的研究奠定了理论基本。(4)第四章重要对液压模具数模规范自动校验系统的总体设计进行论述，涉及软 件检测内容需求、软件性能需求、软件功能分析、系统设计原则、软件基本流程和软件 模块构造。通过系统总体设计明确了本文的具体研究内容，为下文的软件实现奠定了基 础。(5)第五章重要讲述了数模规范自动校验技术的软件实现，其中针对软件实现关 键技术研究作了进一步论述，涉及人机交互界面开发、检查规范与知识工程以及后台检测 技术。然后按照模块顺序对存储途径及文献名检查模块、装配件数模属性检查模块、零 部件号及原则件检查模块、几何特性检查模块和其她内容检查模块的设计思路和检查实 例进行了分析以及演示。6沈阳航空航天大学研究生学位论文第2章数模规范自动校验技术开发环境21开发环境211CATIA V5CATIA V5版本是由法国达索(Dassault System)公司和IBM(International Business Machines Corporation)公司共同打造的一款CADCAECAM一体化软件。该软件在目前 同行业其她软件中实际应用兼容性最佳，最具影响力，可以在各操作系统(如Windows 2Xp、Windows 7以及Unix)下对的运营【1 31。目前来讲，在汽车制造、航天航空等领域，CATIA V5在众多CAD软件中处在领跑 地位，它拥有140余个覆盖面广、功能完善的模块14,1 5】。CATIAV5以其操作简便、易于 上手的优势在行业领域得到飞速普及和进一步发展。在这一进程中，随着使用者对于软件 的进一步理解和所需面对问题的积累，对这一软件也提出了更多的进一步的规定，涉及功 能、性能上的提高，白定义服务等。因此，达索公司开放了CATIAV5的部分接口，为用 户进行二次开发整合了一种优良的平台。212CATIA V5特点CATIA V5从一开始研发的时候所采用的基本思想就是00(Object Oriented，面向对 象)，这就使得它的重要软件架构是在组件的基本上实现的，这一系统可以充足发挥组 件技术灵活的特点，可在很大限度上解决以往软件管理维护等方而带来的问题。由于许多先进PC技术和软件工程领域技术(例如OpenGL、COMOLE、JAVA、 C+等)的运用16】，CATIA V5在整合这些技术的基本上拥有了某些独到之处：(1)每个模块之间高度有关 由于CATIAV5的每个模块都是以同一种数据平台为基本而研发的，因此她们之间具有高度的有关性。也就是说，顾客如果对于3D模型进行改动，完全可以通过模块之 间的联系，将其反映在2D模型以及有限元分析中。(2)基于并行工程的思想 多种数模互相连接的顾客使用平台和混合建模的措施，两者被较好的融合入CATIAV5软件之中，为并行工程旧的实现提供了实现的也许。单位总体研发部门只需把原始7沈阳航空航天大学研究生学位论文第2章数模规范自动校验技术开发环境21开发环境211CATIA V5CATIA V5版本是由法国达索(Dassault System)公司和IBM(International Business Machines Corporation)公司共同打造的一款CADCAECAM一体化软件。该软件在目前 同行业其她软件中实际应用兼容性最佳，最具影响力，可以在各操作系统(如Windows 2Xp、Windows 7以及Unix)下对的运营【1 31。目前来讲，在汽车制造、航天航空等领域，CATIA V5在众多CAD软件中处在领跑 地位，它拥有140余个覆盖面广、功能完善的模块14,1 5】。CATIAV5以其操作简便、易于 上手的优势在行业领域得到飞速普及和进一步发展。在这一进程中，随着使用者对于软件 的进一步理解和所需面对问题的积累，对这一软件也提出了更多的进一步的规定，涉及功 能、性能上的提高，白定义服务等。因此，达索公司开放了CATIAV5的部分接口，为用 户进行二次开发整合了一种优良的平台。212CATIA V5特点CATIA V5从一开始研发的时候所采用的基本思想就是00(Object Oriented，面向对 象)，这就使得它的重要软件架构是在组件的基本上实现的，这一系统可以充足发挥组 件技术灵活的特点，可在很大限度上解决以往软件管理维护等方而带来的问题。由于许多先进PC技术和软件工程领域技术(例如OpenGL、COMOLE、JAVA、 C+等)的运用16】，CATIA V5在整合这些技术的基本上拥有了某些独到之处：(1)每个模块之间高度有关 由于CATIAV5的每个模块都是以同一种数据平台为基本而研发的，因此她们之间具有高度的有关性。也就是说，顾客如果对于3D模型进行改动，完全可以通过模块之 间的联系，将其反映在2D模型以及有限元分析中。(2)基于并行工程的思想 多种数模互相连接的顾客使用平台和混合建模的措施，两者被较好的融合入CATIAV5软件之中，为并行工程旧的实现提供了实现的也许。单位总体研发部门只需把原始7沈阳航空航天大学研究生学位论文的设计数据分派下去，各个下属单位就可以进行具体的设计，不仅可以实现协同工作， 还可以做到彼此之间没有干涉；依托各数模互相联系的特点，下游单位可以将上游单位 的成果作为根据来使用，与此同步，上游单位对数模的改动也会触发下游单位的产品结 果刷新，从而真正达到并行工程设计环境。(3)CATIAV5涉及了产品研制全程 达索公司的设计理念使CATIAV5具有充足的设计实力：通过精确无误、值得顾客信赖的解决方案，为产品从最初的研发到最后的正式投产供应了完善的二维、三维以及 参数化混合方式建立数字模型和对数据库进行管理的工具；此外，因其整个软件工程的 高度集成，CATIA V5可以把机械设计、有限元、模拟仿真、加工工艺和网络应用等程 序系统的联系起来【18】，给使用单位推动无纸化设计制造带来了极大以便。特别是CNFIA V5里面为汽车、航空领域专门设计的模块，可以很大限度上减少老式设计制造周期， 提高产品质量，减少研制成本。(4)各取所需的扩展功能对于顾客在使用过程中面对的不同问题，CATIA V5可以通过将开发流程，功能以 及研发平台合理重组，达到为产品研制环节不同领域的顾客提供最适合方案的目的，从 而满足无论是底层供货商还是顶层公司集团的需求。其开放性的Com组件架构191能使 开发者根据不同顾客需求订制有针对性的方案。22CATIA二次开发技术221CATIA二次开发简介 随着CATIA软件在国内汽车、航空航天等制造领域的广泛使用，越来越多的公司在应用过程中相继提出需要本地化、二次开发的需要。在某些常用CAD、CAM系统的 基本上开发的虚拟制造系统涉及设计参数化【201、加工仿真、虚拟装配、工艺信息管理和 网络化等模块。如若可以把其中某些功能转接到CATIA软件中，或者将CATIA软件现 有的某些模块本地化，将给CATIA软件的发展发明更广阔的空间。221CATIA二次开发接口 达索公司为CATIAV5设立了如下五种接口【21】作为顾客进行二次丌发的途径，以满足不同层次的顾客需求：8沈阳航空航天大学研究生学位论文的设计数据分派下去，各个下属单位就可以进行具体的设计，不仅可以实现协同工作， 还可以做到彼此之间没有干涉；依托各数模互相联系的特点，下游单位可以将上游单位 的成果作为根据来使用，与此同步，上游单位对数模的改动也会触发下游单位的产品结 果刷新，从而真正达到并行工程设计环境。(3)CATIAV5涉及了产品研制全程 达索公司的设计理念使CATIAV5具有充足的设计实力：通过精确无误、值得顾客信赖的解决方案，为产品从最初的研发到最后的正式投产供应了完善的二维、三维以及 参数化混合方式建立数字模型和对数据库进行管理的工具；此外，因其整个软件工程的 高度集成，CATIA V5可以把机械设计、有限元、模拟仿真、加工工艺和网络应用等程 序系统的联系起来【18】，给使用单位推动无纸化设计制造带来了极大以便。特别是CNFIA V5里面为汽车、航空领域专门设计的模块，可以很大限度上减少老式设计制造周期， 提高产品质量，减少研制成本。(4)各取所需的扩展功能对于顾客在使用过程中面对的不同问题，CATIA V5可以通过将开发流程，功能以 及研发平台合理重组，达到为产品研制环节不同领域的顾客提供最适合方案的目的，从 而满足无论是底层供货商还是顶层公司集团的需求。其开放性的Com组件架构191能使 开发者根据不同顾客需求订制有针对性的方案。22CATIA二次开发技术221CATIA二次开发简介 随着CATIA软件在国内汽车、航空航天等制造领域的广泛使用，越来越多的公司在应用过程中相继提出需要本地化、二次开发的需要。在某些常用CAD、CAM系统的 基本上开发的虚拟制造系统涉及设计参数化【201、加工仿真、虚拟装配、工艺信息管理和 网络化等模块。如若可以把其中某些功能转接到CATIA软件中，或者将CATIA软件现 有的某些模块本地化，将给CATIA软件的发展发明更广阔的空间。221CATIA二次开发接口 达索公司为CATIAV5设立了如下五种接口【21】作为顾客进行二次丌发的途径，以满足不同层次的顾客需求：8沈阳航空航天大学研究生学位论文接口合用范畴燃在多种CAxD慨MCAE)文献阵筘式，多种 朽滩档式导入导出 PDM(Product Data妇aagement)文献陆好啊标 6tan&ard format准文1斗格式：之间蒯知撇日接口工具。 importexport)它剧彤种铷嘲赂谳互市副舴设计时的种低层煳。运用H,昶,isual Basic、Java ScriptNl5E对婀4毗amtionAPI的宏命撇 Automation CaIlpOnents编写脚本代黜0，这个接口是肴日：AT工A图形交互模式下的自定义必T工A系统。它是种比较高层次的二次开发】立用。CATIA交互陡式_形型湃畎呗崂莽藩堤智能软件开放接口，它可匕驿拥编轾挫标、碰毙缩短婕黼的智能软f牛程序句贽_l鼬蟓由钱及曲硅面造型。(Knc肼ledgel!t&Fe)它是完毕持定功自眙卜稿效开答沩式，也是结合知调鞠则的公猢。交互撕自拥户 另种交互模式下的开放I生自定，立g妾口。 自定黼它是F惆自定义的交互模式新嬲口己剞喜勤臣结 (Catalog)合来定义实体揪。CAA V5删ava 种组件基咄下的躺倒空制。AP工是叹日CATI旅的高档巨玮崂式。表21 CATIAV5二次开发接口前面简介的五类接口都可运用于CATIA与其他的第三方程序或者CAD软件之间的 数模传递。然而，表21中的第一类和第三类接口均属于较低层级的二次开发，由于它 们不能满足对CATIA数模装配、构型等方面的规定。因此本文不以其作为实现自动校 验技术的手段。表21中剩余的第二类、第四类和第五类接口相对前两种来说较为高档，可以实现 对CATIA数模装配、构型等方面的规定。三者之间互有关联，互为依托，构成了完整 的CATIA二次开发系统，其内在联系见图21所示。9沈阳航空航天大学研究生学位论文图21 CATIA二次开发重要接口联系图21所示的几种方式中，简朴简介一下它们之间的联系。Knowledge智能软件22】 和顾客自定义特性这两种接口，是通过CATIA软件自身所内嵌的功能进行自定义操作， 使得使用者可以将在产品研发进程中积累的知识或者原则集成起来，存储于程序文献之 中，达到可反复运用的目的。通过AutomaAPI231接口实现CATIA二次开发的过程，即通过程序把使用者与软件 之间进行交互的过程以宏命令的方式通过特殊手段记录下来，在需要的时候可以直接加 以调用，这种措施操作简朴，工作量小，上手比较容易，但是涵盖功能过少，可扩展性 不高。最后一种接口，运用达索公司提供的CATIAV5 C+&JavaAPI，即一般所讲的CAA 措施进行二次开发，可以满足顾客使用过程中大部分需求，功能较为齐全。但同步对开 发人员有一定规定，既需要纯熟掌握CATIA软件的平常使用，还需要进一步理解面向对 象程序的语言，以及Com组件【24】的概念和知识，具体参见图22。本课题在充足考虑各 接口特性的基本上，决定采用这种方式对液压成型模具数模规范自动校验技术进行研究 开发。lo沈阳航空航天大学研究生学位论文0 IU DFKnowledgewareAutomationCAA-j。一jAPl图ZZ多种开发方式对人员需求23cAA技术CAA技术的英文全称即Component Application Architecture，它是法国达索公司为 顾客在使用CATIA的过程中针对需要扩展的功能进行二次开发所提供的一系列以VC+语言为基本的函数库的总称25】。 这套函数库作为嵌入CATIA内部的模块，可以在软件启动的时候随之自行运营，使用者一方面需要在计算机上安装RADE环境，即Rapid Application Development Environment，使用时在Microsoft Visual Studio 的VC+中开发、调试程序，通过 与CATIA之间的数据传递，以及人机交互的过程或者批解决模式来实现对CATIA的二 次开发。231CAA软件简介 CAA措施进行二次开发使用的核心思想是面向对象的程序设计(Object OrientedProgramming，OOP)26】。同步，由于基于这样一种思想的两大技术对象的联接和嵌X,(Object Linked Embedded)以组件对象模型(Component Object Model)的应用，使得开 发的过程得以轻松实现原则化，大大提高了程序的易用性和可扩展性。CAA软件的整11沈阳航空航天大学研究生学位论文0 IU DFKnowledgewareAutomationCAA-j。一jAPl图ZZ多种开发方式对人员需求23cAA技术CAA技术的英文全称即Component Application Architecture，它是法国达索公司为 顾客在使用CATIA的过程中针对需要扩展的功能进行二次开发所提供的一系列以VC+语言为基本的函数库的总称25】。 这套函数库作为嵌入CATIA内部的模块，可以在软件启动的时候随之自行运营，使用者一方面需要在计算机上安装RADE环境，即Rapid Application Development Environment，使用时在Microsoft Visual Studio 的VC+中开发、调试程序，通过 与CATIA之间的数据传递，以及人机交互的过程或者批解决模式来实现对CATIA的二 次开发。231CAA软件简介 CAA措施进行二次开发使用的核心思想是面向对象的程序设计(Object OrientedProgramming，OOP)26】。同步，由于基于这样一种思想的两大技术对象的联接和嵌X,(Object Linked Embedded)以组件对象模型(Component Object Model)的应用，使得开 发的过程得以轻松实现原则化，大大提高了程序的易用性和可扩展性。CAA软件的整11沈刚航空航天人学研究生学位论文体构造布局如图23所示，它从宏观上体现了达索各重要开发产品之间的内在联系。丽尽亘图23CAA整体构造布局为体现其商业价值，犹如达索公司其她的软件产品类似，CAA被人为提成产品模块和软件包两大部分，其中，软件包重要由如下几种部分构成吲： (1)Multi-workspace Application Building 缩写为ABC，它为CAA软件的使用提供了某些底层的设立安排。 (2)C+Extended Development缩写为CDC，它为顾客带来其他可以同VC+兼容的使用环境，也就是说个性化定 制二次开发的环境。使用者不仅可以运营支持VC+框架的工具，还可运营达索带来的 独特的软件，以便于对CATIA的二次丌发。(3)C+Base Development缩写为CDV， 它同前一部分近似，区别在于顾客范畴，因其小型化的架构，合用 于中小型的公司顾客，可以提供一定限度上的二次开发协助。(4)Java Base Development缩写为JDV，它可以在基于Java语言的研发平台上工作，重要应用于对ENOVIALCA等软件的二次丌发。沈lj|_1航空航天大学硕十学位论文(5)Legacy Data Integration Development Configuration缩写为LDC，它重要起到传递数据的作用，为开发人员进行原始数据的储存、传 承提供协助。图24显示了CAA提供的所有产品模块。嘎n一_一一蕊l_-I赫带矗IFileTarget I c1：04CI络I,EI)i zplay Type：LocxActiymr：1nert零圈Lixt of Av&il心1e Confi塞w氢tioAs，Pro&cts裔C妓一13-啪E produetz拳rr C怂Multi。Yorkzpsee Appli cati On liuilaer Productr C从一C+Interactiye Dashbo篮a拎o&ct叁F-r C娃一Jw童工nteractive Dasl心o=d Product毫rr c从c+垤it Test描毫n&嚣r Pro如ctr c从。了孵a弧it Test赫弧&弘r h。auct蠢rf、eAASource C(de M姐ager Productr C妓Data翔。ad customi zer Product叁rr C姒。C+50wce Checker Frodaetr C姓。c+心Ioc懒entsti on Generator 2 Product蠢rr C娃曾曲b站i c袅ti伯qompozer Product r C姐。Interactive Tezt Capture Product到图24 cAA提供的产品模块基于上面所简介的软件架构的有力支撑，CATICAA二次开发技术具有如下几项特点：1基于面向对象编程的思想，为顾客提供二次开发的措施和工具；2支持CATIAV5的软件架构；3支持多种开发团队在任务的不同领域同步并行合伙：13沈阳航空航天大学研究生学位论文4用以便快捷的方式发明更实用的软件；5是公司占领行业先机，加速其发展进程；6通用的开发平台，支持达索公司旗下的多款行业软件；7基于CAAV5的代码具有通用性，可在NT和UNIX系统下运营。232CAA开发基本 CAA的开发重要涉及顾客界面，程序接口以及交互模块三大部分。其内在联系见图25所示，图中所提及概念在第三章有具体简介。Applidet卜一Appl iInteffaces卜一Appl i_UI I)Mechanieal ModelerModelObjectSpecsModeier)f，Mathematics、II(DialogSystemObject Modeler图25 CAA工作原理图顾客通过UI界面与CATIA之间进行人机交互，实现数据的输入输出，其方式涉及 拾取模型上的点、线、面、体等几何特性或者输入键入所需的参数等【181。然后调用CAA 提供的函数库接口，通过机械设计模块、创成式外形设计模块等内置工具实现后台批处 理或者前台建模操作。基于CAA的二次开发过程，事实上即在运用CATIA V5数模对象的基本上进行扩14沈阳航空航天大学研究生学位论文充工作。因此，要进一步理解CATIAV5的内在层级关系网络，如图26所示。图26CAA层级关系其中，应用平台(Application)作为整个构造的基石，通过它衍生出用来完毕程序 文档保存、读取的文档对象(Documents)，继而衍生出其下一级的文档对象，涉及零部 件文档、装配件文档和平面视图文档【291，它们为顾客的二次开发提供了途径。一般意义来讲，CAA二次开发按照下面的顺序进行： (1)对组件库进行声明并加以调用。 组件库自身是以二进制格式存储的，通过程序编译之后生成以tlb为后缀的声明文件以及以tli为后缀的执行文献。前者涉及变量、对象的定义，构造体、函数和智能指 针的声明，后者涉及了它们的具体的实现程序；(2)建立或者调用已存在的全局应用平台； (3)将文档对象嵌入该应用平台之中，用来完毕对所需数据的存储读取，涉及零部件文档、装配件文档或者视图类文档；(4)对空间坐标进行定位，通过调用CAA提供的各模块接口类函数来创立三维模型或者二维视图；(5)为在窗口中可以即时显示成果，对修改正的内容进行更新； (6)将整个应用平台关闭，清除定义的指针，释放开辟的空间。24本章小结本章环绕数模规范自动校验技术开发环境，对CATIAV5软件的特点及其常用的二15沈阳航空航天大学研究生学位论文一次开发方式进行了进一步简介，分析了它们的优势和弊端，并初步简介了本课题的研究所 选择的CAA技术及其开发基本。16沈阳航空航天大学研究生学位论文第3章CAA开发原理研究CAA