一种零件特征描述和信息模型建立方法

摘要：给出了一种零件特征描述和信息模型建立方法。首先对具体零件特征进行分析，在此基础上，针对性的给出零件特征描述方法，然后根据模型信息结构，给出模型的总体结构。该方法简单方便、实用性强。

关键词：零件；特征描述；信息模型

中图分类号：TH122文献标识码：A文章编号：1007-9599 （2012） 06-0000-02

一、引言

零件特征描述的准确性、信息模型构建的合理性、与实际的生产情况的一致性是实现CAPP系统[1]的前提，同时也是影响系统使用效果和成败的重要因素。零件信息的描述即要简明而准确，同时还要符合生产实际需要，并且方便计算机处理。模型化处理是计算机抽象表达客观事物的主要方式。因此，一个完整的零件信息模型不仅是数据的集合，而且还应反映出各类数据的表达方式及相互间的关系。只有建立在一定表达方式基础上的数据，才能有效地为各应用系统接受和处理。鉴于此，本文针对具体泵类产品零件案例，给出了零件特征描述和信息模型的建立方法，为CAPP系统的设计与实现提供了基础支撑。

二、零件信息描述

（一）零件特征分析

实现零件信息描述，零件特征分析是基础。计算机对零件信息的理解需要一定的模式和方法，为此，对零件信息进行有效地组织非常重要。根据泵类零件特点，将其分为总体特征、形状特征、精度特征和尺寸特征。（1）总体特征。总体特征用于描述零件的总体信息，主要包括管理信息、技术信息和材料信息等；管理信息主要包括产品名称、零件名称、零件编号、设计日期等；技术信息主要包括未标注的公差、表面粗糙度等；材料信息特征主要包括材料类型、材料牌号和毛坯种类等。（2）形状特征。形状特征主要用于描述零件的几何关系，并且具有一定的层次性。基于需要将泵类零件划分为主特征和辅特征。主特征具有一定的独立性，如圆柱面，而辅特征则依赖于主要特征而存在，如倒角。（3）精度特征。精度特征是工艺决策中的一个重要因素，主要包括尺寸精度、形位精度和表面精度。形状和尺寸完全相同的两个零件，因其精度的不同，其工艺路线可能截然不同。（3）尺寸特征。尺寸特征即反应出产品零件设计的基础，同时也是工艺基准确定的基础。上述四类特征中，形状特征是基础，零件的大部分信息均依附于形状特征之上。

（二）零件信息描述

零件的信息主要包括几何信息和工艺信息两部分。几何信息主要包括零件的几何形状、尺寸等；工艺信息主要包括零件各表面的精度、粗糙度、热处理要求、毛坯类型、材料等。零件信息在CAPP系统中起着非常重要的作用，所以在系统研发过程中，应针对零件的具体类型、不同的应用开发环境，进行信息描述方法的选择。零件信息描述方法概括起来可分为图纸信息描述法和CAD系统[2]信息直接获取法。图纸信息描述法是以零件图纸为依据，将零件图纸转换为计算机可以识别的数据信息，然后再输入到计算机中去。常见方法有：零件分类编码描述法、零件要素描述法、图论描述法、面向零件特征描述法。CAD信息直接获取法是指直接从CAD中得到零件的信息，然后经过数据转换处理后形成CAPP所需的几何与工艺信息。根据使用单位的实际情况，本文采用零件图纸信息描述法中的零件分类编码描述法，以实现零件信息的描述，然后通过零件分类编码系统，实现零件编码和相应补充信息，从而完成零件的具体形状、尺寸、精度等特征的描述。

三、信息模型的建立

零件信息的模型化表示是计算机进行数据接受和处理的有效支撑。

（一）模型数据结构

零件信息模型所采用的数据结构直接影响系统的信息处理能力、占用存储空间的大小以及数据存取的速度。部分模型数据结构的物理实现如下：

product_primary_gategories

Id int not null 编号（主键）

Product_typies Char（50） not null 产品类

product_second_gategories product_second_gategories

Id Int notnull 编号（主键） Id Int Notnull 编号（主键）

Product_series Char（50） not null 产品系列 Product_drawing Char（50） Not null 产品图号

Product_typies Char（50） not null 产品类型 Product_series Char（50） Not null 产品系列

Primary_id int not null 外键 Primary_id int Not null 外键

product_ third _gategories m_feature

Id Int Not null 编号（主键） Id Int Not null 编号（主键）

Part_no Char（50） Not null 零件号 Part_drawing Char（20） null 零件图号

Part_name Char（50） Not null 零件名称 Feature Char（20） null 零件主特征

Product_drawing Char（50） Not null 产品图号 Primary_id int null 外键

Primary_id int 外键

（二）信息模型总体结构

通过对泵类零件的形状关系图进行分析，发现它们多为多叉树结构，而多叉树结构可以方便地转化为二叉树结构[3]。对于二叉树结构的实现，本文采用的是链表结构。由于链表的每个节点是一个特征对象，可以非常方便地将每一个特征对象添加到链表的任何位置，同时通过链表指针的指向进行特征对象的修改，从而方便地实现特征的编辑工作。在零件形状特征链表中，各节点的后续指针均指向与该节点同级的下一个特征对象。若数据项无值，则指针置为NULL。零件的形状信息与零件的总体信息及产品结构信息向结合变形成泵类零件信息模型的总体结构，其总体结构图见如图1.1。

四、结论

将特征技术和面向对象技术相结合，完成了零件信息模型的构建，实现了基于特征的零件描述，为后续分层次的零件分类编码系统的建立打下坚实的基础。

参考文献：

[1]陶怡,张国兴.CAPP系统轴类零件信息输入方法的研究[J].制造业自动化,2009,31(4):47-49

[2]金春勇.CIMS的集成与优化研究综述[J].金属加工（冷加工）,2009,6:72-74

[3]刘影.论数据结构中二叉树的链式存储[J].安庆师范学院学报（自然科学版）,2009,6:72-74

[作者简介]冯帆，女，讲师，研究生，研究方向为计算机应用