基于CATIA二次開發技術的模型質量檢查

王　寧，蔡金輝，曹　平，吳燦輝

(中國航空綜合技術研究所，北京 100028)

基于CATIA二次開發技術的模型質量檢查

王寧，蔡金輝，曹平，吳燦輝

(中國航空綜合技術研究所，北京 100028)

摘要：模型檢查是模型發布和工程應用之前的重要環節，隨著MBD技術的應用，三維模型逐漸成為生產制造的唯一依據，MBD模型檢查中的問題也亟待解決。結合企業實際需求，系統梳理了模型質量檢查的內容，借助CATIA二次開發技術，開發了基于CATIA平臺的模型檢查系統，提高了模型檢查的效率與質量，實現了模型檢查系統的初步應用。

關鍵詞：模型；檢查；CATIA二次開發

隨著計算機技術和CAD技術的不斷發展，基于模型的定義技術不斷被應用到航空企業當中。基于模型的數字化定義技術是將產品的所有相關工藝描述、屬性和管理等信息都附著在產品三維模型中的先進數字化定義方法[1]，基于模型的定義使得模型成為產品設計生產制造檢驗過程的唯一依據，必須要確保模型的準確性，因此對模型質量進行檢查顯得十分重要。

最早提出CAD模型質量問題的行業是歐洲汽車工業，德國從20世紀90年代以來一直在研究汽車工業方面的CAD 模型質量標準及與此相關的軟件工具。我國在2002年推出了CAD/CAM模型數據質量方面的國家標準GB/T 18784-2002，在2005年推出了針對CATIA模型檢查方面的航空行業標準HB 7795-2005。隨后，國內陸續對模型檢查開展了一些了研究，符剛等學者提出了有效保證CAD模型數據質量的2個途徑[2]；鄧高見針對機械產品CAD數據進行了數據質量檢測技術的研究[3]；張家棟在《CAD模型驗證系統的研究與實現》一文中分析了模型的主要質量缺陷并提出了模型驗證系統的總體方案[4]；陳雙雙通過Pro/E軟件二次開發實現了模型質量檢查技術的應用[5]。

模型檢查是產品質量得到保證的有力措施，隨著MBD技術的應用，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計過程中隨時發現存在的問題，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行自動更改。在基于模型定義技術應用的基礎上，針對基于模型定義下模型的特點，依據相關標準及規范，系統梳理了模型檢查所包含的內容，并采用CATIA二次開發技術，實現了模型質量檢查系統的初步開發及應用，從而方便工程人員對模型質量進行快速檢查與更改。

1模型檢查內容

在MBD技術的應用條件下，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意義上的產品三維模型，還包括產品的標注信息及屬性信息，相對于傳統的模型質量檢查，所檢查的內容應更加豐富，除了三維模型自身的設計信息外，還應對模型的屬性信息及標注信息進行檢查，以確定這些信息是否符合相關的標準規范。

通過對CATIA建模規范及CATIA模型檢查等相關標準的技術內容進行分析，結合實際的生產過程，確定模型檢查的內容應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、拓撲檢查及三維標注檢查等。模型檢查內容如圖1所示。

圖1　模型檢查內容

2系統實現及應用效果

CATIA二次開發主要有2種方法，即使用宏對CATIA進行二次開發和使用組件應用架構(CAA-RADE)對CATIA進行二次開發。component application architecture(CAA)組件應用架構采用面向對象的程序語言，開發過程可看作是其組件對象的組合和擴展，CAA采用組件對象模型(COM)和對象的連接和嵌入(OLE)技術；rapid application development environment(RADE)快速應用研發環境是一個可視化的集成開發環境，提供完整的編程工具組。

本文使用CAA-RADE對CATIA進行二次開發，實現了模型質量檢查系統開發，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行整體遍歷并分類，讀取模型特征的屬性并與相關標準規范比較，模型特征屬性值滿足規范要求即認為該檢查項通過模型檢查，若不滿足相關標準規范則進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行修改，不能自動修改的則需要設計人員手動修改。

圖2　模型檢查流程

根據模型檢查的內容和模型檢查的整體流程，應用CATIA二次開發技術開發了模型檢查系統，這里以模型檢查中的“基準面狀態檢查”檢查項為例對模型檢查應用的情況進行介紹，圖3所示為模型質量檢查的應用效果，圖3中顯示基準面狀態檢查沒有通過，零件的參考平面沒有被隱藏，不符合標準的規定。對未通過檢查的內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容時，該內容會高亮顯示。

圖3　模型質量檢查的應用效果

3結語

本文分析了模型檢查的內容，利用CATIA二次開發技術實現了模型檢查系統的開發。模型檢查系統的應用提高了模型檢查效率，解決了企業中模型檢查效率低的問題，提高了模型的數據質量，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據質量問題，使得工程設計人員可以在設計過程中隨時對模型進行檢查，起到了邊設計邊檢查的作用，方便工程人員隨時在建模過程中發現問題，使模型檢查更加及時。本文的研究還有待進一步深入，模型檢查系統還有待進一步完善和優化。

參考文獻

[1] 范玉青，梅中義，陶劍.大型飛機數字化制造工程[M].北京:航空工業出版社，2011.

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

[3] 鄧高見.機械產品CAD數據質量檢測實現技術研究[D].北京：機械科學研究總院，2008.

[4] 張家棟.CAD模型驗證系統的研究與實現[D].濟南：山東大學，2013.

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

責任編輯李思文

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，主要從事數字化產品定義等方面的研究。

中圖分類號：TP 391.7

文獻標志碼：B