基于CATIA二次開發(fā)技術(shù)的模型質(zhì)量檢查

王　寧，蔡金輝，曹　平，吳燦輝

(中國航空綜合技術(shù)研究所，北京 100028)

基于CATIA二次開發(fā)技術(shù)的模型質(zhì)量檢查

王寧，蔡金輝，曹平，吳燦輝

(中國航空綜合技術(shù)研究所，北京 100028)

摘要：模型檢查是模型發(fā)布和工程應(yīng)用之前的重要環(huán)節(jié)，隨著MBD技術(shù)的應(yīng)用，三維模型逐漸成為生產(chǎn)制造的唯一依據(jù)，MBD模型檢查中的問題也亟待解決。結(jié)合企業(yè)實(shí)際需求，系統(tǒng)梳理了模型質(zhì)量檢查的內(nèi)容，借助CATIA二次開發(fā)技術(shù)，開發(fā)了基于CATIA平臺的模型檢查系統(tǒng)，提高了模型檢查的效率與質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)了模型檢查系統(tǒng)的初步應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：模型；檢查；CATIA二次開發(fā)

隨著計算機(jī)技術(shù)和CAD技術(shù)的不斷發(fā)展，基于模型的定義技術(shù)不斷被應(yīng)用到航空企業(yè)當(dāng)中。基于模型的數(shù)字化定義技術(shù)是將產(chǎn)品的所有相關(guān)工藝描述、屬性和管理等信息都附著在產(chǎn)品三維模型中的先進(jìn)數(shù)字化定義方法[1]，基于模型的定義使得模型成為產(chǎn)品設(shè)計生產(chǎn)制造檢驗(yàn)過程的唯一依據(jù)，必須要確保模型的準(zhǔn)確性，因此對模型質(zhì)量進(jìn)行檢查顯得十分重要。

最早提出CAD模型質(zhì)量問題的行業(yè)是歐洲汽車工業(yè)，德國從20世紀(jì)90年代以來一直在研究汽車工業(yè)方面的CAD 模型質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)及與此相關(guān)的軟件工具。我國在2002年推出了CAD/CAM模型數(shù)據(jù)質(zhì)量方面的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18784-2002，在2005年推出了針對CATIA模型檢查方面的航空行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)HB 7795-2005。隨后，國內(nèi)陸續(xù)對模型檢查開展了一些了研究，符剛等學(xué)者提出了有效保證CAD模型數(shù)據(jù)質(zhì)量的2個途徑[2]；鄧高見針對機(jī)械產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)進(jìn)行了數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測技術(shù)的研究[3]；張家棟在《CAD模型驗(yàn)證系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)》一文中分析了模型的主要質(zhì)量缺陷并提出了模型驗(yàn)證系統(tǒng)的總體方案[4]；陳雙雙通過Pro/E軟件二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)了模型質(zhì)量檢查技術(shù)的應(yīng)用[5]。

模型檢查是產(chǎn)品質(zhì)量得到保證的有力措施，隨著MBD技術(shù)的應(yīng)用，三維模型的檢查成為亟待解決的問題，模型檢查無法再完全依賴人工去檢查，而需要自動化的檢查工具。自動化的模型檢查能提高模型檢查的效率，有助于工程人員在設(shè)計過程中隨時發(fā)現(xiàn)存在的問題，使得模型檢查更加及時，自動化的模型檢查還可以對模型中存在的一些問題進(jìn)行自動更改。在基于模型定義技術(shù)應(yīng)用的基礎(chǔ)上，針對基于模型定義下模型的特點(diǎn)，依據(jù)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范，系統(tǒng)梳理了模型檢查所包含的內(nèi)容，并采用CATIA二次開發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了模型質(zhì)量檢查系統(tǒng)的初步開發(fā)及應(yīng)用，從而方便工程人員對模型質(zhì)量進(jìn)行快速檢查與更改。

1模型檢查內(nèi)容

在MBD技術(shù)的應(yīng)用條件下，基于模型定義的模型所包含的信息更加豐富，該模型不僅包含傳統(tǒng)意義上的產(chǎn)品三維模型，還包括產(chǎn)品的標(biāo)注信息及屬性信息，相對于傳統(tǒng)的模型質(zhì)量檢查，所檢查的內(nèi)容應(yīng)更加豐富，除了三維模型自身的設(shè)計信息外，還應(yīng)對模型的屬性信息及標(biāo)注信息進(jìn)行檢查，以確定這些信息是否符合相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范。

通過對CATIA建模規(guī)范及CATIA模型檢查等相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行分析，結(jié)合實(shí)際的生產(chǎn)過程，確定模型檢查的內(nèi)容應(yīng)主要包括工程圖檢查、特征檢查、模型檢查、裝配檢查、曲線檢查、曲面檢查、拓?fù)錂z查及三維標(biāo)注檢查等。模型檢查內(nèi)容如圖1所示。

圖1　模型檢查內(nèi)容

2系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)及應(yīng)用效果

CATIA二次開發(fā)主要有2種方法，即使用宏對CATIA進(jìn)行二次開發(fā)和使用組件應(yīng)用架構(gòu)(CAA-RADE)對CATIA進(jìn)行二次開發(fā)。component application architecture(CAA)組件應(yīng)用架構(gòu)采用面向?qū)ο蟮某绦蛘Z言，開發(fā)過程可看作是其組件對象的組合和擴(kuò)展，CAA采用組件對象模型(COM)和對象的連接和嵌入(OLE)技術(shù)；rapid application development environment(RADE)快速應(yīng)用研發(fā)環(huán)境是一個可視化的集成開發(fā)環(huán)境，提供完整的編程工具組。

本文使用CAA-RADE對CATIA進(jìn)行二次開發(fā)，實(shí)現(xiàn)了模型質(zhì)量檢查系統(tǒng)開發(fā)，模型檢查整體流程如圖2所示。模型檢查的整體思路是對模型的特征進(jìn)行整體遍歷并分類，讀取模型特征的屬性并與相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范比較，模型特征屬性值滿足規(guī)范要求即認(rèn)為該檢查項(xiàng)通過模型檢查，若不滿足相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范則進(jìn)行錯誤提示并將錯誤的特征高亮顯示，對于簡單的特征屬性程序可以自動進(jìn)行修改，不能自動修改的則需要設(shè)計人員手動修改。

圖2　模型檢查流程

根據(jù)模型檢查的內(nèi)容和模型檢查的整體流程，應(yīng)用CATIA二次開發(fā)技術(shù)開發(fā)了模型檢查系統(tǒng)，這里以模型檢查中的“基準(zhǔn)面狀態(tài)檢查”檢查項(xiàng)為例對模型檢查應(yīng)用的情況進(jìn)行介紹，圖3所示為模型質(zhì)量檢查的應(yīng)用效果，圖3中顯示基準(zhǔn)面狀態(tài)檢查沒有通過，零件的參考平面沒有被隱藏，不符合標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。對未通過檢查的內(nèi)容會在三維模型上及特征樹上給予提示，單擊未通過的檢查內(nèi)容時，該內(nèi)容會高亮顯示。

圖3　模型質(zhì)量檢查的應(yīng)用效果

3結(jié)語

本文分析了模型檢查的內(nèi)容，利用CATIA二次開發(fā)技術(shù)實(shí)現(xiàn)了模型檢查系統(tǒng)的開發(fā)。模型檢查系統(tǒng)的應(yīng)用提高了模型檢查效率，解決了企業(yè)中模型檢查效率低的問題，提高了模型的數(shù)據(jù)質(zhì)量，解決了人工檢查時無法有效檢查模型中微小曲面、曲線等存在所帶來的模型數(shù)據(jù)質(zhì)量問題，使得工程設(shè)計人員可以在設(shè)計過程中隨時對模型進(jìn)行檢查，起到了邊設(shè)計邊檢查的作用，方便工程人員隨時在建模過程中發(fā)現(xiàn)問題，使模型檢查更加及時。本文的研究還有待進(jìn)一步深入，模型檢查系統(tǒng)還有待進(jìn)一步完善和優(yōu)化。

參考文獻(xiàn)

[1] 范玉青，梅中義，陶劍.大型飛機(jī)數(shù)字化制造工程[M].北京:航空工業(yè)出版社，2011.

[2] 符剛，林曉星，徐秋杰.CAD模型質(zhì)量保證方法研究[J].航空制造技術(shù)，2006(3)：89-92.

[3] 鄧高見.機(jī)械產(chǎn)品CAD數(shù)據(jù)質(zhì)量檢測實(shí)現(xiàn)技術(shù)研究[D].北京：機(jī)械科學(xué)研究總院，2008.

[4] 張家棟.CAD模型驗(yàn)證系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].濟(jì)南：山東大學(xué)，2013.

[5] 陳雙雙，方宗德，劉嵐，等.Pro/E二次開發(fā)在模型檢查技術(shù)中的應(yīng)用[J].計算機(jī)仿真，2013，30(8)：250-253.

責(zé)任編輯李思文

Model Quality Checking based on CATIA Secondary Development Technology

WANG Ning，CAI Jinhui，CAO Ping，WU Canhui

(China Aero-poly Technology Establishment，Beijing 100028, China)

Abstract:Model checking is the important chain before model published and engineering application, with the application MBD technology, three-dimensional model is becoming the unique of manufacturing activity. The problem of MBD model checking is to be resolved quickly. With the requirements of enterprise, the model checking contents are summed up by the numbers. With the CATIA secondary development technology, the model checking system based on CATIA platform was developed. Efficiency and quality of model checking were improved. The application of model checking system was implemented.

Key words:model, check, CATIA secondary development

收稿日期：2014-04-23

作者簡介：王寧(1988-)，男，助理工程師，主要從事數(shù)字化產(chǎn)品定義等方面的研究。

中圖分類號：TP 391.7

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B