[发明专利]一种基于Jena的装配尺寸链自动生成方法

说明书

本发明公开一种基于Jena的装配尺寸链自动生成方法。针对产品装配模型中信息描述难以在异构系统中传递和共享的问题，本发明利用本体能够实现真正意义上的语义共享和规则描述的优点，构建公差语义表示模型及建立相关语义的Jena规则，从而通过知识推理获得结构设计阶段自然形成的装配尺寸链信息语义。该方法利用Jena规则推理出结构设计阶段自然产生的封闭环，通过最短路径法搜索出相应的尺寸链，然后推理出增环、减环以及封闭环的基本尺寸。本发明使得计算机能够根据装配体模型自动的生成合理的尺寸链，为装配尺寸链自动生成的高度智能化提供了一种方法。

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Jena通用推理规则的装配尺寸链自动生成方法。

背景技术

装配尺寸链的自动生成是指在计算机中表达功能方程为尺寸链的精确计算提供基础，从而尺寸链的自动生成是一个不可忽视的技术问题，满足一定的装配质量要求不仅和各零件的加工误差有关，而且跟装配定位约束也有关。计算机辅助公差设计是计算机集成制造技术的一个重要组成部分，主要包括公差建模，尺寸链的自动生成，以及公差分析和公差综合 4 个组成部分。装配尺寸链主要反映了产品各零部件所构成的产品装配约束关系，装配信息模型的建立是装配尺寸链生成的基础，尺寸链自动生成要解决的问题包括封闭环的确定、组成环的查找、组成环增减性的判定、装配尺寸链的向量表示。由于零件在加工过程中存在制造误差，在装配过程中必然产生零件公差的累积，从而影响装配的质量。装配体配合约束关系反映了尺寸链组成环误差与封闭环误差之间的关系。而目前尺寸链的的研究，存在对于产品装配模型中信息描述难以在计算机中传输和共享的问题，影响尺寸链生成的准确性。而OWL+Jena推理规则的语法能以一种计算机可理解的方式描述术语概念的显式语义，其最突出的优点是能够实现真正意义上的语义共享与复用。采用OWL描述结构化知识，将其中的概念与关系转换成类和属性。最后将构建的GDT语义表示模型和建立的Jena推理规则导入Jena通用规则推理机中，实现装配尺寸链的自动推理生成。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是给出一种基于Jena的装配尺寸链自动生成方法，该方法可用于构建装配体GDT模型及相应的判断规则，从而通过NARCIS推理引擎对装配尺寸链进行自动推理生成，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A：构建产品GDT(Geometric Dimensioning and Tolerancing)语义表示模型；对零件的装配特征表面之间的配合关系进行分析，通过网络本体语言OWL（Ontology WebLanguage）描述其结构化知识，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B：提取产品GDT信息，生成相应的断言集；根据步骤A构建的GDT语义表示模型，通过NX10提供的NXOPEN接口提取产品装配模型中的装配约束信息和几何尺寸与公差信息，其中包括装配约束关系、装配特征表面、PMI（Product Manufacturing Information）标注相关信息等；

步骤C：建立Jena推理规则；根据步骤B中构建的OWL模型，建立装配尺寸链工程语义的Jena规则；通过Jena规则定义组成环、增环、减环、封闭环等；

步骤D：输出语义完整的装配尺寸链；根据步骤A中的GDT语义表示模型和步骤B中提取到的产品GDT信息生成完整的OWL模型，将完整的OWL模型和步骤C中建立的装配尺寸链工程语义的Jena规则导入Jena通用规则推理机中，从而推理出结构设计阶段所表达的封闭环，进而搜索出相应的尺寸链，并根据语义推理出相关信息。

本发明采用OWL+Jena推理规则对装配尺寸链信息进行表示。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、高效及高度智能等优点，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，有较强的适用性，保证了知识的可复用性。

附图说明

图1：产品GDT的OWL模型