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《浙江大学》 2002年
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基于RE/RP系统集成的复杂外形产品快速开发技术研究

肖尧先  
【摘要】: 我国加入WTO后,国内企业将直接面对全球市场激烈竞争。增强国内企业产品创新开发能力,是获得竞争优势的关键。为此,作者围绕复杂外形产品快速开发技术,深入开展了三方面研究工作:复杂外形产品RE建模关键技术、基于TBS建模的RE系统与RP系统集成技术和复杂外形产品快速开发系统框架研究。 在复杂外形产品RE建模关键技术研究中,根据复杂外形产品RE建模特点,提出了解决复杂产品RE建模问题的反求工程CAD综合建模方法。尽管基于NURBS曲面建模原理的通用CAD/CAM系统技术成熟、功能强大,但不太适合RE建模的需要;基于TBS建模理论的专用RE建模软件RE-SOFT目前又难以满足产品开发要求。为此,提出了结合两种系统建模优势的反求工程CAD综合建模方法,以加快CAD建模进度。 根据反求工程CAD综合建模方法的需要,研究并解决了数据测量及数据预处理过程中一系列问题。这些问题包括:根据产品表面形状及建模方法,提出了一些选择测量方法的原则;研究了消除测量数据噪声信号、CMM测头半径补偿、测量数据边界处理、测量数据块拼合、数据补缺与补测等测量数据预处理问题。 为了解决复杂外形产品RE建模经常遇到的零件CAD模型配合问题与尺寸精度、形状精度问题,作者研究了基于CAD模型的修正、基于零件图样的修正、基于物理模型的修正等三种模型修正技术。使用这些CAD模型修正技术,可以保证以RE技术建立的零件CAD模型完全满足装配要求,并且保证零件CAD模型符合零件图样与(或)物理模型的尺寸和形状精度要求。为了解决产品数字化建模中的曲面模型局部特征设计难题,对曲面局部特征进行了分类与定义,并且分别提出了CAD模型边界线特征处理、近边界特征曲面设计、内部特征曲面设计等局部特征设计技术。 在基于TBS建模的RE系统与RP系统集成技术研究方面,通过分析现有RE/RP系统集成方法特点,作者提出了从TBS曲面模型到STL文件的RE/RP系统集成方法,且在原型系统上得到实现。提出了按照给定的STL模型精度对TBS模型基本曲面片进行三角形平面片分割与合并的理论与算法。研究并解决了对基本曲面片进行三角形平面片分割时平面片之间的裂缝问题、基本曲面片边界分割次数、基本曲面片分割次数、三角形平面片生成等关键问题,以及基本曲面片合并问题。在原型系统上按照均匀分割和最优分割两种方法实现了从TBS模型生成STL模型的转换,并实现了分别按照二进制格式文件和ASCⅡ格式文件两种方式输出STL模型数据;成功地解决了基于TBS建模理论的RE系统与RP系统的数据集成问题,为在产品快速开发中综合利用RE/RP系统的优势创造了有利环境。 在复杂外形产品快速开发系统框架研究方面,以RE/RP系统集成技术为基础, 结合Internet/工ntranet网络技术,作者提出了以RPDTc为核心的产品快速开发 系统框架,并在多项产品开发实例中贯彻了这一框架思想,取得了良好效果。分 析阐述了产品快速开发系统的组成与工作原理、数据管理及其安全性、远程产品 开发技术中心(即DTC)工作原理、正向设计与RE的分工与协同、成员之间的异地 协同开发等等问题。整个系统实质上是由所有成员通过计算机网络和信息技术组 成的一个产品快速开发动态联盟。
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