CN104007703B - 一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统，包括产品虚拟零部件模型端和产品实际零部件端，还包括通讯实现和操作映射模块；产品信息在实际零部件端被采集后通过通讯实现和操作映射模块传输到产品虚拟零部件模型端进行存储，并实现与对应零部件虚拟模型的映射；在产品虚拟零部件端操作零部件模型时，特定CAD模型的ID及工艺信息，通过通讯实现方式，传送给实际零部件操作端，并实现与对应实际零部件的映射、辅助加工、装配及测量操作。本发明的系统及方法，能提高产品零部件设计、制造、装配各环节之间的关联性；当遇到实际问题时，降低解决问题的周期。
Description
技术领域
本发明涉及计算机辅助设计与制造领域，特别涉及一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统及方法。
背景技术
产品制造越来越依赖于CAD等数字化模型和工艺信息。但是，目前产品零部件的设计信息，包括CAD及其他虚拟零部件模型、加工/装配工艺、装配功能要求等，与实际零部件及其加工/装配/检测等工艺及其过程数据之间还没有实现双向实时的通讯。设计工程师根据经验和标准设计产品的零部件并建立CAD模型，然后制造工程师按照二维或三维图纸进行加工，装配师傅在安装装配工艺现场进行装配。当设计、加工、装配乃至后续的检测、物料管理等环节出现问题时，往往出现以下几个方面的问题：
1、当加工工人发现加工尺寸或几何精度漏标、出错时，需要现场协调设计工程师，然后设计工程师再重新定位尺寸或几何精度，分析可能出现的问题、修改方案、独立终端重新绘制CAD图纸，乃至更改装配工艺，最后现场反馈给加工工人；
2、当装配工人发现现场零部件装配超差、不能装配或间隙过大时，需要现场协调设计工程师，在现场查找问题、在独立终端修改方案等操作；
3、当其它制造环节出现问题时，同样的需要设计、加工、装配和检测等环节工程师之间的协调，制造现场查找问题、然后独立终端修改方案，再查找再修改等环节；
在问题零部件定位、关键工艺及数据存储等方面，以上传统“独立式”的制造方式，大大降低了设计、制造、装配各环节之间的关联性，解决问题的周期也比较长。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统，以提高产品零部件设计、制造、装配各环节之间的关联性和产品开发的效率。
本发明的另一目的在于提供一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现方法。
本发明的目的通过以下的技术方案实现：
一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统，包括产品虚拟零部件模型端和产品实际零部件端，还包括通讯实现和操作映射模块，产品实际零部件端的信息被采集后通过通讯实现和操作映射模块传输到产品虚拟零部件模型端进行存储，并实现与对应零部件虚拟模型的映射，其中
通讯实现和操作映射模块，包含ID匹配解析器、数据缓存器，以及有线或无线通讯装置，其中ID匹配解析器设置在产品虚拟零部件模型端与产品实际零部件端之间，用于实现零部件模型、工艺、质量数据在虚拟零部件模型端和实际零部件端之间的匹配和映射；数据缓冲器存储产品虚拟零部件模型端的数字化信息及数据、产品实际零部件端加工/装配/检测过程数据；有线或无线通讯装置实现产品虚拟零部件模型端与实际零部件端之间的双向通讯、操作映射及数据协同管理任务；
零部件的模型、工艺、质量数据在数据缓存器里边存储，ID匹配解析器主动提取数据缓存器里边的数据信息，并基于匹配表进行解析；解析完成之后的零部件模型、工艺、质量数据，基于有线或无线通讯装置，传输给产品虚拟零部件模型端或实际零部件端；在产品虚拟零部件模型端或实际零部件端，进一步对传输的数据进行存储、处理及响应。
所述的产品虚拟零部件模型端，包括单终端或多终端设备、虚拟零部件的数字化信息及数据。
所述的单终端或多终端设备为PC、Pad或智能手机。
所述的虚拟零部件的数字化信息及数据包括零部件CAD设计模型、加工/装配工艺、物料齐备及管理的数字化信息。
所述的产品实际零部件端，包括实际零部件及其二维码/RFID电子标签、加工/装配/检测实际操作工步及其操作标识码、实际零部件加工/装配/检测过程中产生的数据。
所述的实际零部件加工/装配/检测过程中产生的数据包括产品实际零部件端的实际测量尺寸、误差、装配顺序、装配基准数据。
本发明的另一目的是通过以下的技术方案实现的：
一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现方法，包括产品虚拟零部件与实际零部件间正向关联流程和逆向关联流程两个部分：
A、正向关联流程
(1)基于Solidwork、Catia和Pro/E三维建模软件，建立CAD及其他虚拟零部件模型，并分配ID标识；
(2)基于单个或多个终端，对CAD及其他虚拟零部件模型进行交互操作和数据建模；
(3)当数字化终端对虚拟零部件模型进行操作而激发实际零部件端响应时，特定CAD及其他虚拟零部件模型的ID或工艺信息，通过有线或无线通讯的方式，由ID匹配解析器和数据缓存器，传送给实际零部件操作端；
(4)实际零部件操作端获得虚拟零部件模型及其工艺数据之后，基于二维码、RFID电子标签实现实际零部件的匹配、辅助加工、装配及测量操作；
B、逆向关联流程的流程
(1)对实际零部件进行加工、装配或检测的实际操作，并完成实际零部件和操作工步的二维码/RFID电子标签标定；
(2)通过数字化加工、装配工夹具、量具装置，实现对过程数据的采集；
(3)当零部件实际操作端发送采集数据存储或零部件匹配信号时，基于实际零部件的二维码、RFID电子标签，并基于有线或无线通讯方式，将实际零部件及采集的过程工艺信息传送给数字化模型端；
(4)在单个或多终端设备中，基于Solidwork和Catia的CAD/CAPP/CAM/PDM专业软件，实现虚拟零部件及工艺的ID匹配、高亮识别、工艺数据存储和进一步的终端交互。
所述正向相关联流程和逆向关联流程，在时序上以串联或并联的方式进行，基于多任务多线程形式实现虚拟零部件与实际零部件间双向通讯、操作映射及数据协同管理任务。
本发明与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
1、本发明采用有线或无线通讯方式，提供了一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现方法和系统，提高了产品零部件设计、制造、装配各环节之间的关联性和产品开发的效率。
2、扩展了Solidwork、Catia等CAD/CAPP/CAM/PDM专业软件的功能，实现了CAD软件与实际零部件加工、装配现场之间的关联。
3、同时基于二维码/RFID电子标签技术，实现零部件加工、装配现场数据在设计端(例如CAD\PDF等系统)的快速存储、处理和响应，设计人员能快速地对产品的模型、工艺和质量数据进行把控。
附图说明
图1为本发明所述的一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统示意图；
图2为本发明所述的一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现方法正向关联流程图；
图3为本发明所述的一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现方法逆向关联流程图；
图4为图2所述方法的阶梯状零件CAD模型与实际模型之间通讯、操作映射及数据协同管理任务实现框架图，其中图4a为任务实现的正向过程框图，图4b为任务实现的逆向过程框图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。
如图1，一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统，包括产品虚拟零部件模型端11和产品实际零部件端12，还包括通讯实现和操作映射模块13，产品实际零部件端12的信息被采集后通过通讯实现和操作映射模块13传输到产品虚拟零部件模型端11进行存储，并实现与对应零部件虚拟模型的映射，其中
通讯实现和操作映射模块13，包含ID匹配解析器131、数据缓存器132，以及有线或无线通讯装置133，其中ID匹配解析器131设置在产品虚拟零部件模型端11与产品实际零部件端12之间，用于实现零部件模型、工艺、质量数据在虚拟零部件模型端11和实际零部件端12之间的匹配和映射；数据缓冲器132存储产品虚拟零部件模型端11的数字化信息及数据、产品实际零部件端12加工/装配/检测过程数据；有线或无线通讯装置133实现产品虚拟零部件模型端与实际零部件端之间的双向通讯、操作映射及数据协同管理任务；
零部件的模型、工艺、质量数据在数据缓存器132里边存储，ID匹配解析器131主动提取数据缓存器132里边的数据信息，并基于匹配表进行解析；解析完成之后的零部件模型、工艺、质量数据，基于有线或无线通讯装置133，传输给产品虚拟零部件模型端11或实际零部件端12；在产品虚拟零部件模型端11或实际零部件端12，进一步对传输的数据进行存储、处理及响应。
所述的产品虚拟零部件模型端11，包括单终端或多终端设备111、虚拟零部件的数字化信息及数据112。
所述的单终端或多终端设备111为PC、Pad或智能手机。
所述的虚拟零部件的数字化信息及数据112包括零部件CAD设计模型、加工/装配工艺、物料齐备及管理的数字化信息。
所述的产品实际零部件端12，包括实际零部件及其二维码/RFID电子标签121、加工/装配/检测实际操作工步及其操作标识码122、实际零部件加工/装配/检测过程中产生的数据123。
所述的实际零部件加工/装配/检测过程中产生的数据123包括产品实际零部件端的实际测量尺寸、误差、装配顺序、装配基准数据。
如图2、3，一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现方法，包括产品虚拟零部件与实际零部件间正向关联流程和逆向关联流程两个部分：
A、正向关联流程
(1)基于Solidwork、Catia和Pro/E三维建模软件，建立CAD及其他虚拟零部件模型，并分配ID标识；
(2)基于单个或多个终端，对CAD及其他虚拟零部件模型进行交互操作和数据建模；
(3)当数字化终端对虚拟零部件模型进行操作而激发实际零部件端响应时，特定CAD及其他虚拟零部件模型的ID或工艺信息，通过有线或无线通讯的方式，由ID匹配解析器和数据缓存器，传送给实际零部件操作端；
(4)实际零部件操作端获得虚拟零部件模型及其工艺数据之后，基于二维码、RFID电子标签实现实际零部件的匹配、辅助加工、装配及测量操作；
B、逆向关联流程的流程
(1)对实际零部件进行加工、装配或检测的实际操作，并完成实际零部件和操作工步的二维码/RFID电子标签标定；
(2)通过数字化加工、装配工夹具、量具装置，实现对过程数据的采集；
(3)当零部件实际操作端发送采集数据存储或零部件匹配信号时，基于实际零部件的二维码、RFID电子标签，并基于有线或无线通讯方式，将实际零部件及采集的过程工艺信息传送给数字化模型端；
(4)在单个或多终端设备中，基于Solidwork和Catia的CAD/CAPP/CAM/PDM专业软件，实现虚拟零部件及工艺的ID匹配、高亮识别、工艺数据存储和进一步的终端交互。
所述正向相关联流程和逆向关联流程，在时序上以串联或并联的方式进行，基于多任务多线程形式实现虚拟零部件与实际零部件间双向通讯、操作映射及数据协同管理任务。
具体如图4所示，虚拟零部件模型端11，包括：多终端设备：PC041、Pad042和智能手机043；阶梯状零件CAD零部件模型044；实际零部件端12，包括：实际零部件045及其二维码046；实际零部件加工、装配、检测过程中产生的数据047；通讯实现和操作映射模块13，包括：虚拟零部件与实际零部件间、设计工艺与操作工艺之间的ID匹配解析器048；产品虚拟零部件的数字化信息及数据、实际零部件加工/装配/检测过程数据的数据缓存器049，基于RFID、Wifi技术手段实现的有线或无线通讯实现及其附属装置0410。
如图4a所示阶梯状零件CAD模型与实际零件间通讯、操作映射及数据协同管理任务实现的正向过程为：
流程021：基于Solidwork、Catia和Pro/E三维建模软件，建立阶梯状零件的CAD模型；
流程022：基于PC、Pad和智能手机多个终端，对阶梯状零件的CAD模型进行交互操作和数据建模0411；
流程023：当数字化终端对虚拟零部件模型进行操作而激发实际零部件端响应时，特定CAD及其他虚拟零部件模型的ID或工艺信息，通过有线或无线通讯的方式，由ID匹配解析器048和数据缓存器049，传送给实际零部件操作端12；
流程024：实际零部件操作端获得虚拟零部件模型及其工艺数据之后，基于二维码、RFID电子标签046实现实际零部件的匹配、辅助加工、装配及测量操作。
如图4b所示阶梯状零件CAD模型与实际零件间通讯、操作映射及数据协同管理任务实现的逆向过程为：
流程031：对实际零部件进行加工、装配或检测的实际操作，并完成实际零部件和操作工步的二维码/RFID电子标签046标定；
流程032：通过数字化加工、装配工夹具、量具装置，实现对过程数据(047)的采集；
流程033：当零部件实际操作端发送采集数据存储或零部件匹配信号时，基于实际零部件的二维码、RFID电子标签046，并基于有线或无线通讯方式，将实际零部件及采集的过程工艺信息传送给数字化模型端11；
流程034：在PC单个或多终端设备中，基于Solidwork和CatiaCAD/CAPP/CAM/PDM专业软件，实现虚拟零部件及工艺的ID匹配、高亮识别、工艺数据存储和进一步的终端交互0411。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统，包括产品虚拟零部件模型端和产品实际零部件端，其特征在于：还包括通讯实现和操作映射模块，产品实际零部件端的信息被采集后通过通讯实现和操作映射模块传输到产品虚拟零部件模型端进行存储，并实现与对应零部件虚拟模型的映射，其中
通讯实现和操作映射模块，包含ID匹配解析器、数据缓存器，以及有线或无线通讯装置，其中ID匹配解析器设置在产品虚拟零部件模型端与产品实际零部件端之间，用于实现零部件模型、工艺、质量数据在虚拟零部件模型端和实际零部件端之间的匹配和映射；数据缓存器存储产品虚拟零部件模型端的数字化信息及数据、产品实际零部件端加工/装配/检测过程数据；有线或无线通讯装置实现产品虚拟零部件模型端与实际零部件端之间的双向通讯、操作映射及数据协同管理任务；
零部件的模型、工艺、质量数据在数据缓存器存储，ID匹配解析器主动提取数据缓存器的数据信息，并基于匹配表进行解析；解析完成之后的零部件模型、工艺、质量数据，基于有线或无线通讯装置，传输给产品虚拟零部件模型端或实际零部件端；在产品虚拟零部件模型端或实际零部件端，进一步对传输的数据进行存储、处理及响应。
2.根据权利要求1所述的产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统，其特征在于：所述的产品虚拟零部件模型端，包括单终端或多终端设备、虚拟零部件的数字化信息及数据。
3.根据权利要求2所述的产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统，其特征在于：所述的单终端或多终端设备包括：PC、Pad或手机。
4.根据权利要求2所述的产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统，其特征在于：所述的虚拟零部件的数字化信息及数据包括零部件CAD设计模型、加工/装配工艺、物料齐备及管理的数字化信息。
5.根据权利要求1所述的产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统，其特征在于：所述的产品实际零部件端，包括实际零部件及其二维码/RFID电子标签、加工/装配/检测实际操作工步及其操作标识码、实际零部件加工/装配/检测过程中产生的数据。
6.根据权利要求5所述的产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现系统，其特征在于：所述的实际零部件加工/装配/检测过程中产生的数据包括产品实际零部件端的实际测量尺寸、误差、装配顺序、装配基准数据。
7.一种产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现方法，包括产品虚拟零部件与实际零部件间正向关联流程和逆向关联流程两个部分：
A、正向关联流程
(1)基于Solidworks、Catia和Pro/E三维建模软件，建立虚拟零部件模型，并分配ID标识；
(2)基于单个或多个终端，对虚拟零部件模型进行交互操作和数据建模；
(3)当终端对虚拟零部件模型进行操作而激发实际零部件端响应时，特定虚拟零部件模型的ID或工艺信息，通过有线或无线通讯的方式，由ID匹配解析器和数据缓存器，传送给实际零部件操作端；
(4)实际零部件操作端获得虚拟零部件模型及其工艺数据之后，基于二维码、RFID电子标签实现实际零部件的匹配、辅助加工、装配及测量操作；
B、逆向关联流程
(1)对实际零部件进行加工、装配或检测的实际操作，并完成实际零部件和操作工步的二维码/RFID电子标签标定；
(2)通过数字化加工方法利用装配工具装置、装配夹具装置、量具装置，实现对过程数据的采集；
(3)当实际零部件操作端发送采集数据或零部件匹配信号时，基于实际零部件的二维码、RFID电子标签，并基于有线或无线通讯方式，将实际零部件及采集的过程工艺信息传送给虚拟零部件模型端；
(4)在单个或多个终端中，基于Solidworks和Catia软件，实现虚拟零部件及工艺的ID匹配、高亮识别、工艺数据存储和进一步的终端交互。
8.根据权利要求7所述的产品虚拟零部件与实际零部件间通讯实现方法，其特征在于：所述正向关联流程和逆向关联流程，在时序上以串联或并联的方式进行，基于多任务多线程形式实现虚拟零部件与实际零部件间双向通讯、操作映射及数据协同管理任务。
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Legal Events
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
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Granted publication date: 20171020 |
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