基于轻量化模型的三维装配工艺文件生成技术

面向三维装配工艺系统的CATIA模型信息提取与应用张金;邱金江【摘要】The tri-dimensional assembly process system is a hot trend in the development of CAPP, its primary source of basic data is information of three-dimensional CAD model. This paper focuses on the pivotal technic and difficulty of assembly information's extraction in CATIA which is commonly used in auto trade, describing how to apply CAA secondary development technology in depth, extract assembly information and use it to the three-dimensional assembly process system, and compile assembly process.%三维装配工艺系统是CAPP发展的一个热门趋势,其基础数据主要来源于三维CAD系统模型信息.针对汽车等行业常用的CATIA三维模型装配信息提取的关键技术与难点,介绍如何深入应用CAA二次开发技术,提取装配信息并应用于三维装配工艺系统,编制装配工艺.【期刊名称】《计算机系统应用》【年(卷),期】2012(021)012【总页数】4页(P125-128)【关键词】三维装配;工艺系统;CATIA模型;信息提取【作者】张金;邱金江【作者单位】华中科技大学机械科学与工程学院,武汉430074;武汉开目信息技术有限责任公司,武汉430223;华中科技大学机械科学与工程学院,武汉430074【正文语种】中文在传统二维装配工艺系统中, 很难单纯用表格、文字、平面图片清楚地表达复杂装配工艺. 随着企业三维CAD(Computer Aided Design)软件的普及应用,基于三维的装配工艺系统可以很好解决这个问题[1].在三维环境下动态地演练装配过程, 并进行实时干涉检查, 可以帮助工艺设计者直观地看到装配的可行性. 生成的装配仿真动画可以直观地指导工人进行装配活动.三维装配工艺系统是 CAPP(Computer Aided Process Planning, 计算机辅助工艺规划)发展的一个热门趋势, 在学术界已有研究, 但尚无研发单位真正将其产品化并推广应用. CATIA (Computer Aided Tri-Dimensional Interface Application)是 Dassualt Systems公司开发的三维 CAD软件, 多用于大型复杂的产品设计, 广泛应用于航空航天、汽车、船舶、电子等各种行业. 但其二次开发技术CAA(Component Application Architecture,组件应用架构)入门困难, 相关资料又较少[2]. CATIA面向三维装配工艺系统集成时要用到的标注信息、约束信息等特殊装配信息的提取方法, 更是无相关参考资料可以借鉴. 本文结合武汉开目信息技术有限责任公司自主研发的开目三维装配工艺规划软件(KM3DCAPP-A, 被国家科技部认定为“国家重点新产品”), 分析三维装配工艺系统所需的CATIA三维模型装配信息, 介绍通过CATIA二次开发技术CAA提取 CATIA模型装配信息的方法, 并将提取出来的CATIA模型装配信息应用于KM3DCAPP-A中, 生成“三维装配工艺文件”并提供现场装配指导.1 三维装配工艺系统需要的模型信息三维装配工艺规划系统的装配工艺规划过程包括有装配结构管理、装配过程规划、装配干涉检测等几项工作, 这些工作均需要CATIA模型提供相关的装配信息.在装配模型结构管理中, 首先必须引入CATIA的产品设计模型, 展示其产品结构树,然后根据产品装配的工艺性要求, 将设计产品结构(设计 BOM)调整为满足装配工艺要求的工艺产品结构(装配 BOM), 为规划装配工序、每一个装配工序的装配工步奠定基础.因此在三维装配工艺规划系统的三维模型引入中需要引入CATIA模型的产品结构树——设计BOM.装配过程规划是装配工艺设计的核心. 根据CATIA模型提供的结构信息, 采用几何推理和人工指导拆卸相结合的方法进行装配序列规划, 得到产品的最佳装配顺序. 因此在三维模型引入中需要引入CATIA模型的结构信息.在装配干涉检测中, 提供了干涉检查、装配尺寸链计算等装配过程检查功能. 在装配或拆卸仿真的过程中, 需要检查被装配的零部件和其他零部件之间是否有干涉, 并出具干涉检查报告, 因此在三维模型引入中需要引入CATIA模型的结构信息、尺寸信息. 装配尺寸链计算要求引入 CATIA产品模型中相关的公差标注信息、约束信息.2 CATIA模型装配信息的提取2.1 CATIA二次开发技术概述与选择CATIA提供了多种二次开发接口, 最主要的有两种方法, 一种是自动化对象编程CATIA Automation技术, 另一种是开放的基于构件的应用编程接口CAA技术. Automation技术虽然容易理解, 入门容易, 但是功能限制相当大. CAA是CATIA 的一整套函数库, 该函数库在 CATIA 运行时加载. 用户通过安装RADE(Rapid Application Development Environment)模块, 可以编制程序与CATIA进行通信. CAA相对 Automation而言入门困难, 除了对CATIA软件及其文档结构的全面了解之外, 还需要具备Visual Basic、Visual C++或Java等语言的开发能力,同时还需具备连接端口等方面的知识[3]. 但是CAA具有与CATIA系统紧密结合、RADE 可视化编程环境界面友好、功能灵活丰富等优点, 因此选择通过CAA技术进行CATIA二次开发研究.2.2 CATIA模型结构树的遍历与对象的获取要从 CATIA三维零件模型和装配模型中提取装配相关信息, 首先要遍历模型结构树, 获取零件模型指针和装配件模型指针, 再通过模型指针获得进一步的装配信息. CATIA模型结构树的获得方法如图1所示. 通过CATIA文件名获得模型文档指针(CATIDocument), 再由模型文档指针取得模型指针(CATIProduct), 调用CATIProduct的函数 GetChildren()获得根目录节点(CATListValCATBaseUnknown_var), 循环判断每个节点是否为零件模型(CATPART). 如果是则获得零件模型指针; 如果不是, 则该节点为装配体模型指针(CATPRODUCT), 递归调用 CATIProduct的函数GetChildren()得到次级装配体根目录下的节点. 重复此操作直到获得所有的零件模型指针.按遍历根目录节点以及递归的先后顺序, 记录所有零件模型指针和装配件模型指针的父子关系, 整理并存入XML(Extensible Markup Language)文件, 即获得设计BOM.图1 CATIA模型结构树的获取流程2.3 CATIA模型对象的相关装配信息的获取在 2.2的工作中, 已经获得零件模型指针(CATIProduct), 据此获得零件模型的文档对象(CATD-ocument). 初始化零件节点, 并调用函数GetRootContainer("CATIPrtContainer")可以获得零件节点的容器,再调用函数GetPart()获得零件节点对象(CATIPrtPart),取零件的所有子孙(CATIDescendants). 获得子零件的特征(CATISpecObject)后, 对所有特征进行遍历判断其是否还有子, 如果有, 则递归取次级零件. 对次级零件再取其所有子孙并获得子孙零件的特征, 再对所有子孙特征进行遍历判断其是否还有子. 重复此操作直到所有的零件特征都被提取.再对零件特征进一步的信息提取, 访问相关的接口获得所需要的装配信息. 如通过CATAsmConstraint Services获得模型的约束信息, 通过 CATIDrwDim Dimension获得模型的尺寸信息. 标注信息具有特殊性, 三维标注的每个标注都是对应于三维空间的一个视图. 在CATIA中, 三维标注的坐标信息是通过三维坐标(X,Y,Z)进行定位, 而CATIA的标注坐标相关接口却只提供了二维坐标(X,Y), 而没有Z坐标的信息. 因此, 必须先找到标注所在的视图(CATIView), 提取到视图的绝对坐标信息, 再通过CATIDrwAnnota- tion获得标注与视图的相对坐标信息, 从而换算出三维标注的坐标(X,Y,Z).图2 CATIA零件对象的信息提取3 CATIA模型装配信息在三维装配工艺系统中的应用前面通过CAA二次开发技术, 提取到三维装配工艺系统中需要的CATIA模型装配信息. 进一步工作是将装配信息引入到装配工艺系统, 并最终生成“三维装配工艺文件”.三维装配工艺规划系统的体系结构如图 3所示,分为三维模型引入、装配工艺规划和工艺规划输出三大部分. 以 CATIA 为例, 在三维模型引入中, 将提取到的模型装配信息和其他相关信息(包括设计BOM清单、模型尺寸信息、模型标注信息、模型约束信息等)导入装配工艺系统. 在此基础上, 工艺设计人员利用已提取的 CAITA 模型装配信息进行装配工艺规划设计, 主要是进行装配结构管理、装配顺序规划、装配路径规划、装配干涉检查、装配尺寸链计算等. 在此基础上, 输出“三维装配工艺文件”, 如装配路径文件、装配工艺卡片、干涉检验报告、装配过程动画、爆炸图等, 通过这些“三维装配工艺文件”指导现场装配.图3 三维装配工艺规划系统的体系结构4 应用实例如图 4所示为减速箱的 CATIA模型. 通过CAA二次开发提取其装配信息, 将模型结构树信息储存于如图5所示的XML文件. 将这些信息引入开目三维装配工艺规划软件中, 工艺设计人员在 KM3DCAPP-A进行装配工艺规划设计. 图 6所示为装配过程规划的某一步骤, 在过程规划中随时可以查看该步骤的装配BOM表格, 在过程规划结束后可导出装配BOM清单,即包含装配步骤与每个步骤所需要的装配零件.图4 减速箱的CAITA模型图5 模型结构树信息储存于XML5 结语本文分析了三维CAD模型如何向三维装配工艺系统提供装配信息, 重点解决了CATIA模型的装配信息提取的若干关键技术及难点, 以及如何应用于三维装配工艺系统的集成解决方案. 该技术已经在开目三维装配工艺规划软件中得到实际应用, 实现了三维CAPP与三维CAD的紧密集成.图6 KM3DCAPP-A中装配过程规划的一个步骤与BOM表格参考文献【相关文献】1 黄娟,王丽.三维装配 CAPP的技术和产品浅析.CAD/CAM与制造业信息化,2011,9:11-14.2 周仙娥,鲁墨武,赵海星.基于CAA的CATIA二次开发技术的研究.科技信息,2008,36:73-75.3 周桂生,陆文龙.CAITA 二次开发技术研究与应用.机械设计与制造,2010,1:81-83.4 CAA V5 For CATIA Foundations. DASSAULT SYSTEMS,March,2001.。

基于MBD的三维数字化装配工艺设计及现场可视化技术应用基于MBD的三维数字化装配工艺设计技术是现代航空数字化制造中的一门新兴学科，也是未来飞机三维装配工艺设计的发展趋势。

本文介绍了该技术主要通过对DELMIA、3DVIA Composer、CAPP等工艺设计、工艺仿真软件进行客户化定制和多系统集成应用，完成基于MBD三维产品模型的工艺分离面的划分、BOM重构、工艺仿真以及三维装配指令编制等工艺设计工作，并通过生产管理系统将已完成的工艺设计信息传递到生产现场实现可视化装配，打通了基于MBD的产品设计与工艺设计及现场可视化装配的技术路线。

MBD(Model-Based Definition)即基于模型的产品数字化定义，其特点是：产品设计不再发放传统的二维图纸，而是采用三维数字化模型作为飞机零件制造、部件装配的依据。

传统的二维工艺设计模式已经不能适应全三维设计要求。

随着现代计算机技术、网络技术、工艺设计软件技术的发展，以及协同平台的建立，为三维数字化装配工艺设计和并行工程奠定了基础。

1 三维数字化装配工艺设计及现场可视化系统通过采用达索公司三维数字化装配工艺设计平台DELMIA及3DVIA Composer解决方案，构建“数字化装配工艺设计和仿真系统”及“生产现场可视化系统”。

突破DELMIA二次开发及定制技术、3D制造过程仿真验证及优化技术、MBD技术、生产现场可视化技术、Windchill/DELMIA/EPCS/CAPP多系统集成技术等关键技术瓶颈，最终构建符合企业业务需求的“数字化装配工艺设计和仿真系统”及“生产现场可视化系统”。

缩短飞机装配周期，提高装配质量，全面提升飞机的数字化制造能力。

系统流程及集成架构如图1所示。

图1 系统流程及集成框架系统流程及集成工作思路如下：(1)Windchill企业数据管理系统是企业唯一合法的数据来源，管理着各种BOM信息。

通过接口程序，把PBOM以XML的格式输出。

link appraisement
王晓旭1，2张 2杨 瑞2魏千洲2
1.沈阳工业大学；
2.广东省智能制造研究所
王晓旭，女，硕士研究生，沈阳工业大学，研究方向：虚拟检测、精密控制、数字化智能制造；张昱，男，研究员，导师，研究方向：虚拟检测、精密控制、数字化智能制造。

图5 深度优先遍历结果
MBD模型冗余数据的轻量化处理
MBD模型数据的轻量化实则是对几何信息的冗余处理，这直接关系到数据压缩轻量化的压缩比率。

本文的处理方法是利用XML文件的结构特点，对冗余信息进行查找，删除，对所需的工艺信息进行添加管理。

结语本文从交通管理证件发行管理的实际业务出发，利用信息化技术手段，对交通管理证件发行管理系统进行研究，并对图7.1 压力测试结果
其系统架构、业务流程、数据交换以及统计分析进行详细阐述，
对交通管理证件的发行管理水平有很大的促进作用。

此外，本系统与公安交通管理信息系统的数据交换设计，具有较强的通用性和适用性，对于类似业务，具有一定的参考性。

Inte3D入门指导单位：武汉天喻软件股份有限公司版本：V3.0时间：2016年11月11日目录1.课前准备 (1)2.文件操作 (2)2.1打开文件 (2)2.2保存文件 (3)3.填写属性 (4)3.1配置零件属性 (4)3.2填写零件属性 (4)4.添加步骤 (5)5.添加路径规划 (6)5.1设置装配过程->平移 (6)5.2添加技术图解->标签 (8)5.3设置标签的图解属性 (9)5.4设置三维标注->标注样式 (10)5.5添加三维标注->定形尺寸 (11)5.6设置装配过程->工具活动 (13)6.添加工装设备 (18)6.1添加本地工装 (18)6.2设置装配过程->自由移动/平移/旋转 (19)6.3设置装配过程->配合 (19)7.装配仿真 (23)8.输出 (24)1. 课前准备开始学习本课之前，了解如何访问 Inte3D 软件中的工具很有用。

您所用的许多工具都可以通过以下三种方法访问：• 右键菜单 • 工具栏 •快捷键这些工具是上下文相关的，这意味着如果工具不能在当前任务中使用，则相应的菜单项目不会显示，因此了解在哪些工具栏上访问它们会很有用。

有关详细使用方法，请参阅帮助手册。

操作位置描述打开1.标准工具栏2.I3D 左上图标打开文件。

可打开类型包括✓ 所有授权的i3d 文件例如i3d 三维工艺文件*.i3dAsm ✓ Inte3D 轻量化装配*.iva ，Inte3D 轻量化零件*.ivp ✓ 6种三维软件的三维数模（UG/PROE/CATIA/Solidworks/Solidedge ） ✓ *.step ✓ *.igs新建步骤1.装配过程标签页2.装配结构树右键菜单 把选定的零部件添加到新建步骤中。

配合装配过程标签页设置部件之间相对几何关系。

自由移动装配过程标签页 自由移动被选中的零件。

平移装配过程标签页 平移被选中的零件。

基于3DVIA Composer的三维装配作业指导书编制技术研究作者：暂无来源：《智能制造》 2014年第5期上海航天精密机械研究所郭具涛张小龙付少龙冯波随着数字化技术的发展，装配工艺三维化成为一种必然趋势。

利用3DVIA Composer软件直接依据产品MBD数模，通过工艺图解编制和装配动画制作能够方便、快捷地进行三维装配作业指导书的制作，并能够将三维工艺发布到装配现场指导车间工人完成产品装配。

一、引言当前，三维数字化技术在航空航天企业得到了广泛的应用，基于模型定义（Model Based Definition，MBD）技术的推广使产品研制过程无纸化成为一种必然趋势。

装配是产品研制过程的最终环节，装配工艺是指导装配过程的重要依据，工艺文件的设计合理性和组织方式决定了产品装配的质量和装配效率。

随着MBD技术的深入发展，装配工艺的设计和展现形式逐渐从二维走向三维。

3DVIA Composer是由达索公司开发的图形软件，它提供了一种直接利用3D CAD数据方便、快捷创建相关的2D、3D产品文档为的解决方案，它的出现使企业产品编制流程焕然一新。

本文是在MBD技术的背景下，利用3DVIA Composer软件进行三维装配作业指导书编制解决方案的研究。

二、装配作业指导书应用模式及编制软件简介MBD技术应用以前，传统的装配工艺文件是工艺部门根据工程设计的要求、工厂现有工艺水平和质量保证要求，编写的指导生产的二维形式的工艺文件。

随着MBD技术的深入发展，纸质工艺文件逐步被数字化的工艺文件所取代，三维作业指导书就是一种数字化的工艺文件，其内容应包括产品设计信息、制造资源信息、工艺设计信息及工艺动画。

三维装配作业指导书的应用模式如图1所示。

在图1的应用模式下，三维装配作业指导书的编制是作为三维工艺设计的辅助功能，在工艺设计过程中针对每个工序和工步进行工艺图解的制作，并对每个工位或工序进行装配演示动画的制作，将制作完成的工艺图解和装配动画上传至三维工艺设计管理系统中与对应的工艺节点进行关联生成三维工艺，通过PDM系统对所生成的三维工艺进行审批和管理，最后将审签后的三维工艺通过网络终端传递到生产现场以指导装配作业。

三维模型轻量化技术1 模型轻量化的必要性设计模型是一种精确的边界描述(B-rep)模型，含有大量的几何信息，在现有的计算机软硬件条件下，使用设计模型直接建立大型复杂系统装配、维修仿真模型是不可能的，因此需要使用轻量化的模型建立仿真模型，以达到对仿真模型的快速交互、渲染。

2 细节层次轻量化技术90年代中期以来，模型轻量化技术得到了快速的发展，出现了抽壳(hollow shell)技术和细节层次(Level of Details, LOD)技术。

抽壳技术只关心产品模型的几何表示而不考虑产品建模的过程信息，LOD技术将产品几何模型设定不同的显示精度和显示细节，根据观察者眼点与产品几何模型之间的距离来使用不同的显示精度，以此达到快速交互模型的目的。

LOD技术是当前可视化仿真领域中处理图形显示实时性方面十分流行的技术之一。

LOD模型就是在不影响画面视觉效果的条件下，对同一物体建立几个不同逼近精度的几何模型。

根据物体与视点的距离来选择显示不同细节层次的模型，从而加快系统图形处理和渲染的速度。

保证在视点靠近物体时对物体进行精细绘制，在远离物体时对物体进行粗略绘制，在总量上控制多边形的数量，不会出现由于显示的物体增多而使处理多边形的数量过度增加的情况，把多边形个数控制在系统的处理能力之内，这样就可以保证在不降低用户观察效果的情况下，大大减少渲染负载。

通常LOD算法包括生成、选择以及切换三个主要部分。

目前轻量化的技术有多种，具有代表性的有JT和3DXML两种。

3DXML是Dassault、微软等提出的轻量化技术，JT是JT开放组织提出的轻量化技术。

SIEMENS公司的可视化产品都采用JT技术，如我们使用的VisMockup软件。

JT技术用小平面表示几何模型，采用层次细节技术，具有较高的压缩比，模型显示速度很快。

jt、ajt模型及其结构jt模型文件是三维实体模型经过三角化处理之后得到的数据文件，它将实体表面离散化为大量的三角形面片，依靠这些三角形面片来逼近理想的三维实体模型。

基于MBD的三维工艺技术【摘要】于MBD的三维数字化装配工艺设计技术是现代航空数字化制造中的一门新兴学科，基于MBD 的二维工程图向三维模型的尺寸映射算法也是未来飞机三维装配工艺设计的发展趋势。

通过基于MBD的三维数字化定义、三维数字化工艺,设计与仿真、三维数字化工艺装备的设计与制造、基于轻量化模型的装配过程可视化技术、三维数字化检验检测技术以及基于MBD的产品数据管理系统集成技术的应用，能够有效地缩短产品研制周期，改善生产现场工作环境，提高产品质量和生产效率，真正实现无二维图纸、无纸质工作指令的三维数字化集成制造。

关键字：MBD，产品数据管理，三维数字化工艺。

Abstract：MBD-based assembly process of three-dimensional digital design is not only a new discipline in aircraft digital manufacture, but also the future aircraft design trends. The application of MBD-based three-dimensional digital definition,design and simulation, three-dimensional digitization process equipment of design and manufacturing, the technology of assembly process visualization based on the lightweight mode, and three-dimensional digitized detection technology as well as MBD-based product data management system integrated technology can effectively shorten the product development cycle, improving the working environment of the production site, to improve product quality and production efficiency, and realize three-dimensional digitized Integrated manufacturing without two-dimensional drawings and paper work orders.KEY WORDS：MBD，production data management, three-dimensional digital technology.1 引言1795年法国科学家蒙日系统地提出了以投影几何为主线的画法几何，把工程图的表达与绘制高度规范化、唯一化，工程图便成为工程界常用的定义产品的语言。

基于MPMS的可视化三维装配工艺设计及表达方法高宇; 赵文军; 马涛; 班永华; 张立宾; 白昂钦【期刊名称】《《机电产品开发与创新》》【年(卷),期】2019(032)006【总页数】3页(P51-53)【关键词】MPMS; 三维装配工艺; 工艺设计; 可视化表达【作者】高宇; 赵文军; 马涛; 班永华; 张立宾; 白昂钦【作者单位】内蒙古第一机械集团有限公司内蒙古包头014032【正文语种】中文【中图分类】TP390 引言传统的装配过程是由装配工艺设计人员对装配体模型进行分析，依靠自身的实际装配经验和装配相关的技术要求，借助于二维装配图样进行装配工艺规划和设计的[1]。

传统二维纸质装配工艺文件不能直观有效的表达装配定位等工艺要求，导致现场工人实际操作时随意性较强，误差较大，这需要有一种直观、统一的装配方式来保证产品质量和一致性，从而有效的指导实际装配生产，为提高产品质量和效率提供技术支撑。

数字化可视化装配是现阶段企业进行指导装配的必要需求，也是数字化工厂的发展趋势。

三维装配工艺设计即需满足原始设计要求，又能实现现场的可视化发布。

在航空制造等数字化装配技术应用程度较高的领域，已使用3D Composer、KMAPS、DELMIA 等可视化装配软件进行数字化三维装配指导生产。

基于数字化工艺设计系统的装配工艺设计工作，对比传统的依靠经验进行划分，具有工作直观、调整方便等优点，并且能够随时进行装配仿真分析和验证，可减少装配工艺设计缺陷[2]。

针对此同类型软件，本文介绍一种基于制造工艺管理系统MPMS 的三维装配工艺设计表达方法，其可集成上述软件进行可视化表达，以弥补自身不足，同时展现其较强的工艺管理技术，形成全三维、高精度、交互式可视化表达模式，实现对现场装配工艺的最优化生产指导。

1 软件环境本文采用制造工艺管理软件MPMS 进行装配三维可视化工艺设计及表达研究，该软件是北京艾克斯特科技公司出品的以二/三维工艺设计及工艺管理为基础的综合工艺管理平台。

基于三维模型的工艺设计应用经验导读：本文正是基于产品设计的MBD模型，以实现设计、工艺、制造一体化为目标，提出一种三维工艺的解决方案：工序模型来源于设计模型，保证了数据的继承性和来源唯一性；同时工序模型又能被下游的生产系统利用，为智能工厂和数字孪生奠定了基础。

来源：UFC通力有限公司▼▼▼工艺设计是制造型企业的重要生产活动，连接产品设计与制造的桥梁，是影响产品质量的重要因素。

传统工艺设计以固定表格模板的工艺卡片形式输出，用文字、符号描述各工序、工步内容及需要的工艺资源并配以二维工序简图。

随着三维设计工具在企业的深入应用，以及企业各系统之间集成的需要，传统的工艺设计方式已经不能满足当前的应用要求。

•三维产品设计、二维工艺设计，使得设计数据在工艺环节不能有效继承；•CAE仿真、CAM数控加工等重要活动，离不开三维工序模型的支持；•三维工序模型能够节省三维工装设计时间，并支持通过仿真手段检验工装设计的可靠性及合理性；•传统卡片式的工艺，无法与下游生产系统（如ERP、MES）集成；•没有模型的支持，无法实现工厂仿真及数字孪生技术应用，智能工厂更无从谈起。

最近几年，国内外软件供应商及制造企业也在不断探索三维工艺的解决方案。

达索公司推出的数字化设计与制造软件DELMIA中的DPM-Machining Process Planning模块面向三维机加工艺设计；国内的开目公司也研发三维工艺设计产品——3DAST...通力有限公司基于西门子的工业软件（Teamcenter+NX），结合多年的行业经验形成了自主研发的落地解决方案——UMPP，并在多家企业得到实践应用。

本文研究的课题是如何有效利用产品设计的三维模型，在三维环境下开展工艺设计并形成结构化的工艺数据，可供下游生产系统识别与利用。

01三维工艺的实现方式•三维工艺实现方法研究如何有效继承三维产品设计数据，快速构建三维工序模型并形成工艺路线，建立设计与工艺的关联，工序模型又能够被下游的仿真和生产活动识别与利用，是三维工艺研究的重要课题。

Inte3D入门指导单位：武汉天喻软件股份有限公司版本：V3.0时间：2016年11月11日目录1.课前准备 (1)2.文件操作 (2)2.1打开文件 (2)2.2保存文件 (3)3.填写属性 (4)3.1配置零件属性 (4)3.2填写零件属性 (4)4.添加步骤 (5)5.添加路径规划 (6)5.1设置装配过程->平移 (6)5.2添加技术图解->标签 (8)5.3设置标签的图解属性 (9)5.4设置三维标注->标注样式 (10)5.5添加三维标注->定形尺寸 (11)5.6设置装配过程->工具活动 (13)6.添加工装设备 (18)6.1添加本地工装 (18)6.2设置装配过程->自由移动/平移/旋转 (19)6.3设置装配过程->配合 (19)7.装配仿真 (23)8.输出 (24)1. 课前准备开始学习本课之前，了解如何访问 Inte3D 软件中的工具很有用。

您所用的许多工具都可以通过以下三种方法访问：• 右键菜单 • 工具栏 •快捷键这些工具是上下文相关的，这意味着如果工具不能在当前任务中使用，则相应的菜单项目不会显示，因此了解在哪些工具栏上访问它们会很有用。

有关详细使用方法，请参阅帮助手册。

操作位置描述打开1.标准工具栏2.I3D 左上图标打开文件。

可打开类型包括✓ 所有授权的i3d 文件例如i3d 三维工艺文件*.i3dAsm ✓ Inte3D 轻量化装配*.iva ，Inte3D 轻量化零件*.ivp ✓ 6种三维软件的三维数模（UG/PROE/CATIA/Solidworks/Solidedge ） ✓ *.step ✓ *.igs新建步骤1.装配过程标签页2.装配结构树右键菜单 把选定的零部件添加到新建步骤中。

配合装配过程标签页设置部件之间相对几何关系。

自由移动装配过程标签页 自由移动被选中的零件。

平移装配过程标签页 平移被选中的零件。

基于MBD三维工艺设计系统的开发与应用作者：中航工业惠阳螺旋桨有限责任公司郑雷来源：航空制造技术随着数字化技术的发展,飞机产品设计已实现基于全三维数字化定义,特别是基于模型定义(Model Based Definition,MBD）技术的实施，使三维模型取代二维图纸成为可能，促使新一代机型甚至无纸化制造需求的提出。

随着MBD技术的深入应用，必然会对工艺规划设计、车间生产应用等产生重大影响，引起数字化制造技术的重大变革，真正开启三维数字化制造时代。

近10余年，随着飞机制造技术的发展，以波音、洛·马和空客公司为代表的飞机制造业在数字化技术应用领域取得了巨大的成功.波音公司在以波音787为代表的新型客机研制过程中,全面采用了MBD技术,将三维产品制造信息（Product Manufacturing Information,PMI）与三维设计信息共同定义到产品的三维数模中,摒弃二维图样，直接使用三维标注模型作为制造依据,使工程技术人员从百年来的二维文化中解放出来，实现了产品设计(含工艺设计）、工装设计、零件加工、部件装配、零部件检测检验的高度集成、协同和融合,建立了三维数字化设计制造一体化集成应用体系，开创了飞机数字化设计制造的崭新模式,确保了波音787客机的研制周期和质量。

三维工艺设计作为支撑基于MBD的三维数字化设计、制造一体化研制模式的关键环节,负责确定产品制造过程以及制造所需的制造资源、制造时间等，是连接产品设计与制造的桥梁。

它一方面通过解析上游设计数模中的相关信息来开展工艺设计，另一方面为下游生产制造提供现场的指导和依据，因此,工艺设计对缩短产品研制周期、提高产品质量和降低制造成本具有重要影响，属于飞机研制的关键基础技术之一。

国内航空基于MBD技术现状及存在问题当前，我国航空制造业的数字化技术应用发展迅速，MBD技术的引入和工程实践虽处于起步阶段但也已开展多年，建立了MBD 应用规范及相关标准,并且目前航空工业主要厂所已经开始，甚至深入三维数字化设计制造的应用，建立适应我国航空制造企业的MBD技术应用推广路线和技术体系,使得MBD数字化模型贯穿于整个产品生命周期的数字化制造过程中，建立基于MBD模型的数字化设计制造一体化集成应用体系，达到无图纸、无纸质工作指令的三维数字化集成制造,是缩短产品研制周期,提高产品质量，保证产品研制节点的迫切需求。

三维模型轻量化技术1.模型轻量化的必要性设计模型是一种精确的边界描述(B-rep)模型，含有大量的几何信息，在现有的计算机软硬件条件下，使用设计模型直接建立大型复杂系统装配、维修仿真模型是不可能的，因此需要使用轻量化的模型建立仿真模型，以达到对仿真模型的快速交互、渲染。

2.细节层次轻量化技术90年代中期以来，模型轻量化技术得到了快速的发展，出现了抽壳(hollow shell)技术和细节层次(Level of Details, LOD)技术。

抽壳技术只关心产品模型的几何表示而不考虑产品建模的过程信息；LOD技术将产品几何模型设定不同的显示精度和显示细节，根据观察者眼点与产品几何模型之间的距离来使用不同的显示精度，以此达到快速交互模型的目的。

LOD技术是当前可视化仿真领域中处理图形显示实时性方面十分流行的技术之一。

LOD模型就是在不影响画面视觉效果的条件下，对同一物体建立几个不同逼近精度的几何模型。

根据物体与视点的距离来选择显示不同细节层次的模型，从而加快系统图形处理和渲染的速度。

保证在视点靠近物体时对物体进行精细绘制，在远离物体时对物体进行粗略绘制，在总量上控制多边形的数量，不会出现由于显示的物体增多而使处理多边形的数量过度增加的情况，把多边形个数控制在系统的处理能力之内，这样就可以保证在不降低用户观察效果的情况下，大大减少渲染负载。

通常LOD算法包括生成、选择以及切换三个主要部分。

目前轻量化的技术有多种，具有代表性的有JT和3DXML两种。

3DXML是Dassault、微软等提出的轻量化技术，JT是JT开放组织提出的轻量化技术。

SIEMENS公司的可视化产品都采用JT技术，如我们使用的VisMockup软件。

JT技术用小平面表示几何模型，采用层次细节技术，具有较高的压缩比，模型显示速度很快。

jt、ajt模型及其结构jt模型文件是三维实体模型经过三角化处理之后得到的数据文件，它将实体表面离散化为大量的三角形面片，依靠这些三角形面片来逼近理想的三维实体模型。

TECHNOLOGY AND INFORMATION 基于Cortona 3D的三维工艺系统在修理行业中的应用吴安新 张兆辉 许楠 国营芜湖机械厂 安徽 芜湖 241007摘 要 相比传统的二维图纸工艺文件，对于空间结构受限、安装结构复杂、装配零件杂多且内部结构复杂的操作内容，采用三维工艺可以更有效指导操作人员作业。

通过Cortona 3D软件对装配结构件进行三维标注、装配动画设计、图解零部件目录编制，可以体现复杂安装结构的空间关系、演示复杂安装工作的操作步骤、展示封闭装配结构的零件部署关系，不仅使工艺文件便于理解，更能提高工艺文件的执行效率及准确率。

关键词 三维工艺；三维标注；三维动画Application of 3D Process System Based on Cortona 3D in Repair IndustryWu An-xin, Zhang Zhao-hui, Xu NanState-owned Wuhu Machinery Factory, Wuhu 241007, Anhui Province, ChinaAbstract Compared with the traditional two-dimensional drawing process file, the three-dimensional process can guidethe operator in more effective manner for the operation content of limited space structure, complex installation structure,various assembly parts and complex internal structure. Through Cortona 3D software to perform 3D annotation, assemblyanimation design, and graphic component catalog compilation of assembly parts, it can reflect the spatial relationship ofcomplex installation structures, demonstrate the operation steps of complex installation work, and show the part deploymentrelationship of closed assembly structures. It makes the process document easy to understand, and also improve the executionefficiency and accuracy of the process document.Key words3D technology; 3D annotation; 3D animation引言相比于设计、制造行业，修理行业始终处于整个行业中的末端，相应的维修图样、修理要求等文件均依托于设计、制造行业。