[发明专利]金刚石滚轮三维可视化工艺设计系统及其设计方法

权利要求书

1.一种金刚石滚轮三维可视化工艺设计系统，其特征在于，包括CAD系统（1）、CAPP系统（2）和PDM系统（3），在CAD系统（1）和PDM系统（3）之间设置CAD/PDM集成模块（4），在CAPP系统（2）和PDM系统（3）之间设置CAPP/PDM集成模块（13）；其中，所述CAD/PDM集成模块（4），在CAD系统（1）中通过PDM系统（3）提供的API进行集成，实现CAD系统中的三维金刚石滚轮模型信息的校验、上传、检索和下载操作；所述CAPP/PDM集成模块（13），在CAPP系统中通过PDM系统提供的API进行集成，实现CAPP系统于PDM系统之间的各种数据交换。

2.根据权利要求1所述的金刚石滚轮三维可视化工艺设计系统，其特征在于：CAPP系统（2）中设置零件属性模块（5）、特征识别模块（6）、特征信息输入模块（7）、毛坯设计模块（8）、加工方法决策模块（9）、工艺路线排序模块（10）、过程模型生成模块（11）和工艺卡片管理模块（12）；PDM系统（3）包括金刚石滚轮信息模型（14）和金刚石滚轮产品数据管理模块（23）；其中，金刚石滚轮信息模型（14）包括特征定义（15）、零件管理信息（16）、零件属性信息（24）、毛坯信息（25）和过程特征信息（26）；金刚石滚轮产品数据管理模块（23）包括制造资源库（17）、加工方法库（18）、工艺规则库（19）、工艺规程库（20）、文档管理（21）和流程管理（22）。

3.根据权利要求2所述的金刚石滚轮三维可视化工艺设计系统，其特征在于：所述特征识别模块（6），根据在PDM系统（3）中已经保存的金刚石滚轮特征定义，在CAD系统（1）中，针对金刚石滚轮三维模型，通过CAD系统提供的API自动识别特征，若该特征没有定义，通过拾取的方式获得，并在PDM系统中的特征定义中添加该特征。

4.根据权利要求2所述的金刚石滚轮三维可视化工艺设计系统，其特征在于：所述特征信息输入模块（7）完成金刚石滚轮的各个特征的公差、粗糙度、圆度、直线度、平面度信息的输入，输入的信息通过CAPP/PDM集成模块（13）保存到PDM系统（3）中的零件属性信息中，提供给加工方法决策模块（9）作为分析的基础信息。

5.根据权利要求2所述的金刚石滚轮三维可视化工艺设计系统，其特征在于：所述加工方法决策模块（9）针对特征识别模块识别出的金刚石滚轮的各个加工特征，以加工特征的类别、零件表面粗糙度、精度等级、公差要求、孔径大小、材料热处理方式作为输入，通过优化决策，输出金刚石滚轮特征加工链，并将以上数据通过CAPP/PDM集成模块（13）保存到PDM系统（3）中的过程特征信息中。

6.根据权利要求2所述的金刚石滚轮三维可视化工艺设计系统，其特征在于：所述工艺路线排序模块（10）利用优化算法，在根据工艺规则库中的工艺约束条件下，以加工时间短为目标，对加工方法决策模块生成的金刚石滚轮特征加工链进行排序优化，该模块产生的工步序列提供给过程模型生成模块作为逆序模型生成的依据。

7.根据权利要求6所述的金刚石滚轮三维可视化工艺设计系统，其特征在于：工艺路线排序模块（10）通过对加工特征、以及相应的加工方法这些表现型到基因型的编码，产生一个可能存在潜在解的初始种群，然后按优胜劣汰的原理，在建立的工艺约束条件下，逐代演化产生越来越好的近似解；在每一代中，根据以加工时间最短为优化目标的适应度函数，评价各个体，选择适应度高的，对其进行交叉、变异操作，并且根据种群适应度的变化来动态调整个体交叉和变异的概率，产生代表新解集的下一代种群，末代种群的最优个体经过解码作为近似最优解，即金刚石滚轮加工工序。

8.根据权利要求2所述的金刚石滚轮三维可视化工艺设计系统，其特征在于：所述过程模型生成模块（11）根据当前工序逆序地产生上一步工序的三维零件模型，生成的三维零件模型与金刚石滚轮过程特征关联保存到过程特征信息中。