[发明专利]基于MBD面向可制造的CAD设计方法

权利要求书

1.一种基于MBD面向可制造的CAD设计方法，其特征在于包括下述步骤：

(1)创建基于MBD的产品信息模型，搭建工程数据仓库，用于存储基于MBD的产品信息模型，供软件共享使用；

(2)搭建面向可制造产品设计的体系结构，分别对三维CAD软件、CAPP软件和CAM软件进行集成化改造，以在它们之间实现产品信息互通和及时反馈优化修改设计；

(3)在三维CAD软件中完成产品的结构与外形设计、装配设计、机构仿真，在三维模型上标注设计信息，并标识加工特征和加工信息，并将它们统一集成得到产品的MBD模型中；

(4)CAPP软件从MBD产品模型中，获取产品的几何模型、尺寸标注、加工特征、加工方法、切削参数、刀具选用和装夹方式信息，进行产品加工的工艺规划，并对其可制造性进行评价和反馈评价结果至CAD软件中，以指导产品的特征优化设计，实现特征/工艺的并行设计；工艺规划的结果也将存储于MBD模型中，供后续CAM软件使用；

(5)CAM软件从MBD模型中获取产品的几何模型、工艺规划结果信息，进而生成产品数控加工的NC机代码，并发送至数控机床后进行零件的加工制造；此过程中，如果有任何不可制造因素，将直接反馈至CAD或CAPP软件系统中，以重新优化产品的特征设计、加工参数设置及工艺规划；

(6)反复执行步骤(3)-(5)直到产品完全可制造且符合预设需求。

2.根据权利要求1所述基于MBD面向可制造的CAD设计方法，其特征在于：步骤(1)中，基于MBD的产品信息模型包含如下信息：用户要求、产品功能、设计、工艺、制造、装配、质量、成本和评价。

3.根据权利要求1或2所述基于MBD面向可制造的CAD设计方法，其特征在于：步骤(1)中，采用复合、结构化、可扩展的定义来表达产品的MBD信息模型；模型分为若干主块内容，包括{User Requirements}、{Design Information}、{Design Model}、{CAPP Results}、{Manufacture Information}；根据不同应用场景去扩展或更改主块，每一主块也是复合、结构化子块的集合，子块也可继续是孙块的集合，包括{User Requirements{ProductLife},{Highest Price}}、{Design Model{3D Geometry},{3D PMI},{ManufactureFeatures}}；如此往复定义，以表示任何应用场景、任何用户需求的产品信息；采用将MBD信息模型保存于工程数据仓库中，采用非关系性数据库搭建工程数据仓库；产品的三维几何模型{3D Geometry}以CAD软件系统的原生文件或中性格式文件存储，3D CAD的原生文件包含3D PMI内容；采用中性格式文件{3D Geometry}加{3D PMI}数据块的形式表达产品三维几何和三维标注。

4.根据权利要求1所述基于MBD面向可制造的CAD设计方法，其特征在于：步骤(2)中，采用松散耦合的体系结构，对三维CAD软件、CAPP软件和CAM软件进行集成化改造，实现它们的并行设计；CAD软件以本地客户端方式运行，增添【可制造性评价】功能按钮；用户在CAD软件中完成产品的特征设计、装配设计、结构仿真之后点击【可制造性评价】按钮，系统后台将收集产品设计相关信息并存储于MBD信息模型中，同时在数据仓库中添加一个可制造性评价的任务，等待CAPP/CAM接受任务、可制造性评价和反馈结果；得到可制造性反馈后，设计者即知晓其设计有哪些缺陷和如何优化设计；CAPP/CAM均以云端服务方式部署，将它们整套软件系统部署于服务器中，并对它们的功能调用接口做Web服务的封装，再分别创建一个进程用于侦听任务、调用Web服务处理任务和反馈结果。

5.根据权利要求1所述基于MBD面向可制造的CAD设计方法，其特征在于：步骤(3)中，用户在三维CAD软件中完成产品的结构与外形设计、装配设计、机构仿真工作，同时在三维模型上标注设计信息；在CAD软件中增添【信息收集】工具，用于收集用户要求、产品功能、加工需求信息。