从CAD图形中提取工艺信息方法培训模板.doc
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1、n从CAD图形中提取工艺信息方法摘 要本文将针对目前各个生产单位工程CAD图纸不一样模式及其现有系统单一功效缺点,提出支持多模式CAD信息智能提取算法。以DPM技术为基础,进而提出构筑CAD/CAM/CAPP集成系统模型。在此将关键讨论CAD模板定义,信息提取算法,CAD数据和PDM数据交换,和集成系统模型和实现等问题。关键词 : 信息提取 PDM CAD/CAM/CAPP 集成系统AbstractThis paper will aim at different model engineering CAD of every unit of produetion and the defect o
2、f singleness function in existence system,present the algorithm of supporting multi- model extracting information from CAD intelligenly, further present constructing the model of CAD/CAPP/CAM integrated system on the basis of PDM technology. In here we mainly discuss the definition of model and the
3、algorithm of data extraction and the data exchange between CAD and PDM,finally discuss the instance about above,then present a model about system integration.Keywords:Information Extraction, Porduct Data Mnagaement,CAD/CAM/CAPP,lntegration System 目 录第一章 绪论1.1 引言伴随计算机技术飞速发展,在国民生产过程应用CAD技术手段也逐步成熟起来了。很
4、多企机关全部在这个成长阶段发掘CAD技术用武之地,所以出现了各式各样CAD软件和处理技术。可见,CAD技术在各个领域发挥着关键作用。传统制造业生产过程正发生着深刻变革,优异制造技术正在显著地提升企业产品质量、经济效益和市场竞争力。越来越多企业将优异制造技术作为企业适应快速多变市场需求和提升竞争力关键手段。优异制造技术还在大幅度改善企业产品结构、生产过程和经营管理模式上发挥关键作用。越来越多企业把能够高质量、快响应、灵活、灵敏地满足用户需求优异制造技术作为企业继续生存并保持发展有效路径。优异制造技术强调过程集成和过程重组,显著区分于传统制造技术单纯从技术角度提升设计水平、制造手段和生产率做法。优
5、异制造技术更强调管理技术、制造技术和信息技术结合。而且,优异制造技术出现,使得企业组织结构也从在从传统功效组织结构向过程组织结构改变。制造业信息化经过十几年发展,取得了长足发展,尤其是最近5年发展尤为快速,新概念不停出现,新软件产品不停开始在企业得到应用。制造业企业信息化是一个大系统工程,包含CAD技术、CAPP技术、PDM技术、ERP技术。现有纯技术,也有管理,我们结合多年上百家企业信息化工作实践经验,对照信息化工作各个阶段,可知制造业信息化多个关键步骤和需要关键考虑清楚问题。从CAD到ERP整个系统数据信息流动方法,PDM管理CAD产生产品图纸,并从CAD图纸中提取标题栏、明细栏信息,并产
6、生产品结构树,整理后导入到PDM系统中去,对于三维CAD则经过读取图纸文件中统计结构数据来产生产品结构树。经过PDM系统来维护企业产品结构信息、版本信息、进行数据版本更管理、产品数据工作步骤管理、图文档查询管理等,这里PDM充当了品开发一个管理平台。工艺部门组织产品生产工艺编制和生产准备需要设计部门PDM提供产品结构信息和产品图纸信息。经过工艺管理系统,工艺部门组织工艺编制,工艺路线组织,而且汇总产生生产一线需要多种报表,比如:产品明细及工艺路线表材料定额明细表工时定额表,而且对工艺信息实现有效权限管理,工艺数据更改管理等。ERP即是生产管理平台,它技术数据起源于前端技术部门,它从工艺管理系统
7、读取PBOM和多种汇总报表,来进行企业车间管理、生产管理等。从以上信息化过程能够看出,所需数据关键还是起源于CAD图纸。所以从CAD图纸正确提取数据信息过程是关键一步,不然整个CAD/CAM/CAPP集成系统正确率将受到影响。因为现在各企业所使用图纸模式各异,为了实现系统通用性,所以,实现多模式CAD图纸信息智能提取技术就显得越来越关键了。1.2 工程CAD图信息智能提取研究综述1工程CAD应用和发展计算机辅助设计(CAD)技术作为电子信息技术一个关键组成部分,是促进科研结果开发和转化、促进传统产业和学科更新和改造、实现设计自动化,增强企业及其产品在市场上竞争能力,加速国民经济发展和国防现代化
8、一项关键性高技术,也是深入向计算机集成制造(CIMS)发展关键技术基础。从广义上说,CAD技术包含二维工程绘图三维几何设计有限元分析数控加工仿真模拟,产品数据管理网络数据库和上述技术(CAD/CAE/CAM)集成技术等。CAD应用工程是和CAD技术研究开发推广应用相关高新技术密集大型系统工程。CAD应用工程实施,标志着中国在企业信息化信息企业化大道上取得了长足发展。CAD技术使用使产品和工程设计制造工作内容和方法发生了根本性变革,这一技术成为工业发达国家制造业保持竞争优势开拓市场关键手段。1990年美国国家工程科学院将CAD技术评为现代十项最杰出工程技术成就之一。现在,CAD技术日趋成熟,应用
9、日益广泛,有力地促进了全球高新技术发展和新产品快速更新换代。不采取CAD技术就不可能做到波音777大型客机无纸设计和无纸制造,使其设计制造成本下降30%以上。不采取CAD技术也不可能想象30多人在十天内完成一幢18层高层建筑方案设计和施工图输出。列举不尽这些优异产品和工程,无一不是采取CAD技术结晶。中国作为发展中国家,即使CAD技术开发应用和发达国家有差距,但也取得了很多辉煌成就。CAD作为关键性应用技术,己经在中国机械制造建筑工程轻工化纺船舶汽车航空航天影视广告等领域起到催化加速倍增器作用。CAD技术在中国建筑工程业应用深度和广度,和发达国家差距并不显著,其使用效果比发达国家还好。有中国自
10、主版权CAD支撑软件及其应用软件,已能满足中国企业甩掉图板要求,并己形成了一定产业规模。现在,CAD作为关键共性技术,其广泛应用必将促进大家思想观念工作模式、生产方法转变。工程CAD图纸设计及其在制造业广泛应用,促成了现代优异制造系统诞生,CAD/CAM/CAPP/PDM等集成应用系统发展就是CAD应用典范。2CAD图纸信息智能提取研究现实状况现在对工程图信息识别方法关键有两类:前处理法和后处理法。前处理法是在工程图纸中预定义信息承载对象,再将信息附加到对象上,信息识别时能够经过查询对象附加属性来实现。该方法识别效率和正确程度全部较高,但其前提条件是图中存在预定义对象,这就限制了它在未预置指定
11、对象工程图中应用。后处理法经过分析工程图上信息几何、语义等相关特征,获取所需数据。该方法克服了前处理法对工程图限制,适用范围广,能够处理不一样格式信息,但对不规则程度较高实体识别正确度及效率全部有待深入提升。从图形中提取信息方法中国外相关研究内容关键是:(1)基于约定语义或简图实现工程图信息提取。一个是分析工程图样中标题栏、明细表及产品/部件汇总表形式和内容,归纳了工程图中表格数据特点,提出了用自由表格矩阵表示法有效处理工程图中自由表格结构提取问题,和从表格获取零部件信息方法,如现在比较前沿GGL算法等。另一个是提出了基于装配简图和装配语义轴类零件信息提取方法,以支持自顶向下设计过程,如基于零
12、部件特征提取法等。(2)对于特定CAD图形,经过将其转换成己知中性文件格式IGES或STEP,然后经过对转换后文件实现信息提取。(3)针对特定CAD系统生成图形,采取其提供开发工具或针对其特定格式进行信息提取。比如针对AUTOCAD图形,利用AUTODESK企业提供二次开发接口ObjectARX或经过AUTOLISP语言操纵,或经过DXF(Data Exchange Format)交换文件格式读取,或经过ActiveX Automation进行信息获取。1.3 本文研究关键内容1研究目标和意义从计算机辅助设计技术发展能够看出,在不一样产品模块化系列设计过程中,将尽可能满足同一产品在设计过程中资
13、料共享,避免反复输入各零件设备参数。所以,基于产品数据管理DPM为关键一体化集成系统数据信息共享,将最大程度地被后续各生产阶段所利用。这些数据信息入库保留和管理是实现产品一体化集成关键。本文针对不一样企业全部有自己不一样CAD软件和图纸模板,愈加好地管理这些CAD图纸和可再利用资源,提升生产产品效率,所以致力于研究怎样获取不一样模式结构CAD图纸数据信息,并把这些信息保留到系统对应数据结构中和创建产品零部件和产品结构树,是至关关键;同时也可为零部件工艺生产提供可靠数据,实现生产一体化。为实现制造业优异生产管理奠定了一定基础。2研究内容论文工作在于研究多模式CAD图纸数据智能提取和数据共享等技术
14、应用。所以文章首先经过对CAD工程图纸模板怎样定义,研究快速进行模型特征匹配和数据提取算法,输出多个数据格式及表格数据,构建一个支持多模式CAD图纸智能数据提取集成应用平台。在此,图纸模式定义、快速数据提取匹配算法、及构建智能系统平台是需要处理关键问题。从而提出系统体系平台结构并对系统中关键技术进行叙述和介绍。最终经过实例对多模式及改善快速提取算法等进行验证。第二章 表格文档逻辑结构和数据提取算法通常来说,一张表格能比较正确明了地表示大家所要说明信息。讨论怎样获取表格中内容表现出越来越关键了,在信息时代,就必需愈加紧速传输和处理这些有用信息。所以自动获取表格文档信息相关研究成为一个关键课题。类
15、似通常表格图档,需要关注是表格几何结构(又称分布结构)和逻辑结构。表格几何结构通常指是一个物理性质,如表格位置、字符大小和其百分比关系等;而逻辑结构指是表格内部固有一个关联关系。所以,表格文档分析也就包含这两方面分析,即分布结构分析和逻辑结构分析。CAD数据提取算法研究是建立在通常表格文档数据提取方法之上,其中很多理论和算法全部能够效仿和采纳。所以,充足认识和了解表格文档在逻辑结构和数据提取方面理论是至关关键。以前对表格文档分析己经提出了很多方法,在逻辑结构方面提取技术通常包含较少,下面我们将具体介绍一个表格文档逻辑结构提取算法。这个算法(简称GLG算法)包含三部分:整个文档全局划分;含有逻辑
16、结构分析;整个文档全局再划分。这种算法关键点是逻辑结构划分,含有较高正确率,它有利于逻辑结构树生成。同时,它健壮性还表现在使用额外直接相邻关系处理两个不相关表格。最终将在GLG算法基础上深入介绍一个逻辑结构提取改善算法数据栏矩形区域线段投影法,该算法从线段投影长度反应区域面积大小,合理地划分区域所表现逻辑结构,依据区域划分最大化标准,一样有利于逻辑结构树生成。2.1 文档表格基础结构工程CAD图纸技术数据通常以表格形式存在,其存放形式及组成方法均不一样于一般图形或文本信息。表存放形式取决于承载它图形文件,并随文件格式不一样而改变;表组成方法则取决于图纸绘制所采取标准并随之改变,因为表存放和组成
17、含有分散性、独立性和多样性等特点。表格栏是由部分水平和垂直线段围成矩形区域组成。然而这种表格文档布局结构能够经过对线段分析取得,在表格文档中存在两种字段,分别是数据段和标题段。数据段是为用户填写区域,标题段用来指出它隶属数据信息。表格文档包含有两种结构,分布(几何)结构和逻辑结构。分布结构是指表格文档位置、大小和各字段百分比关系等;而逻辑结构是指字段间逻辑关系。表格文档分析由两个阶段组成:分布结构分析和逻辑结构分析。通常来说,一个完整表格文档是经过两组水平和垂直边缘线形成矩形区域。它还能分成多个相对独立矩形表格。这里我们称这些独立表格为规范化表格。从结构复杂性考虑,我们把规范化表格分为基础表格
18、和复合表格。基础表格也能够分为一维表格和二维表格。表格文档结构和规范化表格分类以下图2.1示:图2.1 文档结构图一维表格定义是递归,最简单一维表格是由一个标题栏和它隶属数据栏组成,而一个标题栏和多个隶属一维表格标题栏将形成另外一个一维表格。这个标题栏称为对应一维表格标题拦总标题;有时这个一维表格仅仅是由多个没有总标题隶属一维表格标题栏组成。图2.2所表示:图2.2 一个没有总标题单向一维表格示例在一个最简单一维表格标题栏是第一层标题,对应表格称为第一层一维表格。层增加伴伴随表格也复杂起来。标题层图2.3所表示。而且,在一维表格中,标题栏基础上全部在数据栏一边,称为单向一维表格,图2.2所表示
19、。总标题 上标题第一层标题 第二层标题 第三层标题 左标题图2.3 一维表格示例 图2.4 二维表格示例一个二维表格是由一个总标题栏、多个左标题栏、多个上标题栏和数据栏组成。图2.4所表示。实际上,它能够被看作是一个总标题栏和两个单向一维子表格组成。一个是由上标题和数据栏组成,另一个是由左标题和数据栏组成。它们数据栏相同,只是每一个数据栏依靠于两个方向标题栏。这两个表格各自称为二维表格D1子表和D2子表。复合表格定义也是递归。一个复合表格是由一个总标题栏和多个子表组成,而且子表能够是一维、二维和其它复合表格组成。能够看出,这个复合表格能够视为一维表格拓展,它们不一样在于子表类型不一样。而且,数
20、据栏和表格间不是直接相邻形成一个矩形,从而把它归类到一个复合表格。尽管它子表是一维,图2.5所表示两个复合表格。 图2.5 复合表格示例图以上给出了3种规范表格类型递归定义。能够看出这些定义基础是从一维表格开始,又依据一维表格层次关系,能够得出栏目间逻辑关系。数据栏依靠于第一层标题栏,第一层标题栏依靠于更高层标题栏,依次类推。图2.3所表示,数据栏Dl、DZ、D3分别依靠于T2、T3、T4,T3、T4依靠于T5,T5和T2依靠于Tl。2.2 标题栏数据栏间依靠关系从布局结构见解分析,watanabe将标题栏和它隶属数据栏依靠关系划分为四类型。分别图2.6(a)-(d)所表示。Liubing等将
21、这四种依靠关系延伸为两种关系类型。一个是标题栏和它隶属数据栏,另一个是标题栏和它子表关系。而且另外一个关系类型,nxn水平依靠,图2.6(e)所表示,也被应用。这种nxn水平依靠也常见在表格文档,这种关系类型也仅仅使用在标题栏及其带有横向一维子表之中。六个规范化表格和它们依靠类型图2.6所表示。 (a) 1-垂直依靠 (b) 1-水平依靠 (c) n-垂直依靠 (d) n-水平依靠 (e) n x n-水平依靠图2.6 标题栏和数据栏或子表依靠关系分类2.3 基础表格和数据栏区域组成矩形模型一个由标题栏和数据栏组成规范化表格,总是能够形成一个矩形。对于一个基础表格,直接相邻数据栏间也能够形成一
22、个矩形区域。图2.7所表示表格。这个特征称为基础表格矩形化。数据栏组成矩形被称为数据栏矩形,经典数据栏矩形图2.8所表示。栏间直接相邻关系指是相邻两种类型,图2.9所表示。 (a) (b) (c)图2.7 基础表格和数据栏区域组成矩形 (a)横向邻接 (b)纵向邻接图2.8 经典数据栏形成矩形 图2.9 栏间直接相邻关系两种类型依据以上对表格文档结构分析,能够得出基础表格三种标题栏和数据栏位置关系表格模型,图2.10所表示。对复合表格,数据栏总是能够组成不一样矩形,图2.11所表示。每一个数据栏矩形对应基础表格子表或复合表格子表一部分。在复合表格中总标题显得比较关键了,因为它能够视为多个基础表
23、格和多个总标题栏组成。 (a) (b) (c)图2.10 基础表格标题栏数据栏形成矩形模型(标题栏、数据栏) (a) (b) (c)图2.11 复合表格标题栏数据栏形成矩形模型2.4 逻辑结构提取方法在了解了表格文档基础结构后,就必需更深入研究表格逻辑结构提取方法。因为逻辑结构选择正确和正确性事关表格语义了解,从而才能正确地提取想要得到数据。逻辑结构提取方法能够采取全局一局部一全局划分方法(GLG算法)和数据栏矩形区域投影算法改善。以下两节内容将具体描述两种算法:GLG算法经过对文档结构布局分析,该方法关键是针对以上所介绍两种结构布局特征。其步骤为:表格文档全局划分,局部逻辑结构分析和全局文档
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