[发明专利]一种基于装配约束的尺寸链生成本体化方法研究

说明书

本发明公开一种基于本体的方法，利用本体规则描述的装配尺寸链自动生成方法。该方法可用于构建装配体模型及相应的判断规则，从而通过JESS推理引擎对装配约束关系进行自动推理分类，以实现减小装配过程中配合偏差对尺寸链的影响问题。构建本体推理知识框架，结合语义网络规则语言规则库，对装配约束关系进行分类，依据几何特征之间的距离是否为0，将装配约束关系分为漂移配合和固定配合。记录有漂移配合的搜索路径，对此数值进行统计量分析。可以自动设计出偏差影响最小且最短的尺寸链。本发明使得计算机能够根据装配约束的分类来生成合理的尺寸链，为装配尺寸链的智能化生成提供了一种方法。

技术领域

本发明属于计算机辅助公差设计（CAT）技术领域，具体涉及一种基于装配约束的尺寸链自动生成本体化方法研究。

背景技术

正确的尺寸链是研究公差分析与综合的基础,需要先得到尺寸链模型和方程,才能基于尺寸链进行公差的分析与综合。目前尺寸链的的研究中，对于产品装配模型中尺寸信息、装配约束信息的存在着描述不完整问题,未考虑不同配合类型下具体的配合偏差对尺寸链生成的影响。而本体能以一种计算机可解释的方式表达术语的显式语义，为自动交换语义奠定基础，能够自动地进行逻辑推理生成新的知识，所以利用本体构建面向尺寸信息、装配约束信息完整表达的装配模型信息单元，建立过程中对装配约束关系进行分类，依据两个几何特征之间的距离是否为0，将装配约束关系分为漂移配合和固定配合，采用OWL描述其结构化知识，对具有漂移配合的装配约束关系做具体的标注，并记录此次搜索路径。随后对此进行统计分析，根据漂移配合标注的数量选择出偏差影响小的尺寸链。最后，利用本体规则可以自动设计出偏差影响最小且最短的装配尺寸链。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是给出一种基于装配约束的尺寸链自动生成的本体化方法研究。该方法可用于构建装配体模型及相应的判断规则，从而通过JESS推理引擎对装配约束关系进行自动推理分类，以实现减小装配过程中配合偏差对尺寸链的影响问题，目的是为计算机辅助公差设计（CAT）中装配体尺寸链自动生成提供一种有效的解决办法。为了解决上述问题，本发明是通过以下方案来实现的。

步骤1：构建产品模型并对其解装配。根据装配体的结构，对其3D装配模型进行解装配，将模型分解成若干个零件或者若干个零件组。

步骤2：构建OWL断言公式集ABox和术语公理集TBox。提取装配体约束关系及装配特征表面，对零件之间的配合关系进行分析，通过网络本体语言OWL将其中的概念及关系转换成对应的类、对象属性和数据属性。

步骤3：确定装配体特征面之间的配合类型。以步骤2中构建的类和属性为基础，将零件之间的装配约束关系进行分类。根据装配约束关系中几何特征面（点、线）之间距离是否为0，而将装配约束关系分为漂移配合和固定配合。具体情况如表1 所示。通过语义网规则语言SWRL描述其漂移配合和固定配合的判断和处理、组成环的增减性和封闭环的计算，并构建相应的推理规则。

表1 配合类型分类情况

步骤4：装配尺寸链自动生成。根据步骤2提取到的公差信息和步骤3中的推理规则，将其转化为本体信息，从而实现了尺寸链自动生成的可推理机制。根据对漂移配合的记录，运用SWRL语言描述推理规则先剔除漂移配合的尺寸链组成，判断获得的尺寸链是否能形成通路，如果可以形成，则根据最短路径原则利用OWL语言描述推理信息选择出装配尺寸链，如果不成通路，则加入漂移配合类型的装配约束单元，并统计漂移配合类型数量，利用本体强大的表达能力和推理能力查找偏差统计量最小的路径。

本发明采用OWL语言描述推理信息，SWRL语言描述推理规则，利用本体强大的表达能力和推理能力对配合关系进行分类，自动生成装配体尺寸链，具有简易、高效及智能等优点，它满足公差信息在异构CAX系统之间有效共享和顺畅传递的需求，符合设计者自顶向下的思维习惯，有较强的适用性，保证了与计算机的兼容性。

附图说明