方憶湘，劉恩福，高 婷，黃風(fēng)山

（河北科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河北 石家莊 050018）

0 引言

隨著數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造技術(shù)的發(fā)展，三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)（Coordinate Measuring Machine，CMM）作為一種高效的精密測(cè)量設(shè)備，在產(chǎn)品質(zhì)量控制中發(fā)揮著不可替代的作用。同時(shí)，隨著CMM在制造業(yè)的廣泛應(yīng)用，其智能化和自動(dòng)化亦成為坐標(biāo)測(cè)量技術(shù)亟待解決的重要問(wèn)題，其中如何實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì) （Computer Aided Design，CAD）與 CMM 的集成即零件檢測(cè)信息的自動(dòng)獲取，成為問(wèn)題的關(guān)鍵［1］。

CAD／CMM集成技術(shù)中，零件測(cè)量信息的獲取經(jīng)歷了由二維工程圖到三維零件模型的信息提取發(fā)展過(guò)程［2］。馬新輝等［3］基于遵循初始圖形交換規(guī)范（Initial Graphics Exchange Specification，IGES）形成的二維圖形中性CAD文件，通過(guò)對(duì)構(gòu)成幾何特征的相關(guān)幾何圖元信息的提取重構(gòu)零件三維模型，并通過(guò)與各類公差信息的匹配構(gòu)建零件測(cè)量模型。王健美等［4］針對(duì)零件三維CAD模型中幾何要素標(biāo)志唯一的特點(diǎn)，通過(guò)建立依據(jù)產(chǎn)品模型數(shù)據(jù)交換標(biāo)準(zhǔn) （STandard for the Exchange of Product model data，STEP）形成的CAD中性文件和Q－DAS（制造業(yè)統(tǒng)計(jì)分析軟件Q－DAS ASCⅡ數(shù)據(jù)傳送格式標(biāo)準(zhǔn)）文件的匹配，在三維CAD軟件Unigraphics環(huán)境下探討了幾何信息和檢測(cè)信息在CAD和CMM之間的傳遞和識(shí)別問(wèn)題。趙金才等［5］在三維CAD軟件Pro／E軟件環(huán)境下，針對(duì)零件模型的相關(guān)幾何構(gòu)造歷史及其特征構(gòu)成，基于特征識(shí)別技術(shù)，利用二次開發(fā)實(shí)現(xiàn)零件幾何信息的獲取，并通過(guò)與公差信息的匹配建立具有檢測(cè)意義的零件模型。零件測(cè)量信息的獲取主要針對(duì)拉伸、旋轉(zhuǎn)等簡(jiǎn)單幾何特征的提取及其公差信息的匹配，對(duì)于掃描特征、混合特征等相對(duì)復(fù)雜的幾何特征及其公差信息的獲取有待進(jìn)一步探討。劉達(dá)新等［6］構(gòu)建了檢測(cè)規(guī)劃系統(tǒng)，通過(guò)利用 Open CASCADE （法國(guó) Matra Datavision公司源代碼開放的幾何驅(qū)動(dòng)引擎，幾何造型基礎(chǔ)軟件平臺(tái)之一）構(gòu)建專用的零件三維顯示與編輯環(huán)境，基于中性文件（STEP，IGES文件等）導(dǎo)入在各類通用三維CAD軟件中構(gòu)建的零件模型，由專用的檢測(cè)任務(wù)獲取模塊并采用人工點(diǎn)擊智能獲取的方式，由零件三維模型中提取與檢測(cè)有關(guān)的幾何數(shù)據(jù)，但未提及公差信息的獲取方式。上述代表性研究工作均借鑒了同期國(guó)外在相關(guān)領(lǐng)域的研究成果［7－9］。

傳統(tǒng)的基于二維工程圖或“三維模型＋二維工程圖”的產(chǎn)品定義模式，已難以適應(yīng)當(dāng)前數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造的發(fā)展，其零件測(cè)量信息獲取手段中，均存在零件測(cè)量信息定義方式各異、數(shù)據(jù)傳遞易丟失、信息獲取過(guò)程復(fù)雜等問(wèn)題。基于模型定義（Model Based Definition，MBD）技術(shù)的零件定義和表示，提供了零件測(cè)量信息表示完備的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)源，便于直觀、便捷地實(shí)現(xiàn)信息獲取。針對(duì)三維環(huán)境下建立的零件MBD數(shù)據(jù)集，可以通過(guò)直接手工處理或通過(guò)二次開發(fā)構(gòu)建應(yīng)用系統(tǒng)，獲取與檢測(cè)有關(guān)的零件模型構(gòu)成特征，及其幾何尺寸和公差、位置等測(cè)量信息。

1 零件MBD模型及其檢測(cè)信息構(gòu)成

MBD技術(shù)是隨著產(chǎn)品定義技術(shù)，尤其是以CAD為代表的計(jì)算機(jī)輔助技術(shù)的發(fā)展而提出的，它是采用一個(gè)集成了各種設(shè)計(jì)和制造信息的三維實(shí)體模型來(lái)完整表達(dá)產(chǎn)品定義信息的方法體［10］，詳細(xì)規(guī)定了三維實(shí)體模型中產(chǎn)品尺寸、公差的標(biāo)注規(guī)則和工藝信息的表達(dá)方法，并建立了尺寸、各類公差信息與幾何特征及其幾何構(gòu)成元素的關(guān)聯(lián)關(guān)系。目前，眾多組織和國(guó)家制定了一系列支持MBD技術(shù)的產(chǎn)品數(shù)字化定義標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范［2］，我國(guó)參照相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)于2009年發(fā)布了相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)［11］；同時(shí)，流行的三維CAD軟件如CATIA，UG，Pro／E等亦提供對(duì)MBD技術(shù)的支撐和創(chuàng)建環(huán)境。

1.1 零件模型的MBD數(shù)據(jù)集表示

采用MBD技術(shù)并集成了零件的幾何形狀信息、尺寸與公差以及工藝信息的三維實(shí)體模型，稱為零件模型的MBD數(shù)據(jù)集［12］。零件模型的MBD數(shù)據(jù)集表示提供了后續(xù)零件加工、裝配、測(cè)量、檢驗(yàn)等后續(xù)制造工作的數(shù)據(jù)源和數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，并可開展基于模型定義的加工、檢測(cè)等工藝規(guī)劃的制定、驗(yàn)證、執(zhí)行等各種技術(shù)應(yīng)用［13－14］。Pro／E軟件環(huán)境下，采用MBD技術(shù)構(gòu)建的、集成了完整的設(shè)計(jì)制造信息的零件模型定義表示（零件模型的MBD數(shù)據(jù)集表示）如圖1所示。

1.2 零件模型檢測(cè)信息的構(gòu)成分析

零件模型的MBD數(shù)據(jù)集表示基于產(chǎn)品定義或設(shè)計(jì)角度，給出了模型定義數(shù)據(jù)的完備表示，并成為獲取測(cè)量信息以及其他后續(xù)制造進(jìn)程的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，零件MBD數(shù)據(jù)集的構(gòu)成內(nèi)容如圖2所示［15］。

通常，零件的CMM測(cè)量首先需要識(shí)別并獲取檢測(cè)項(xiàng)目，進(jìn)而通過(guò)檢測(cè)規(guī)劃生成測(cè)量程序完成測(cè)量任務(wù)。而零件檢測(cè)規(guī)程通常依據(jù)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)要求和檢測(cè)目的，由零件工程圖樣（二維或三維模型）上標(biāo)注的檢驗(yàn)尺寸參數(shù)和檢驗(yàn)精度要求確定檢測(cè)項(xiàng)目［16］。因此，針對(duì)零件模型的MBD數(shù)據(jù)集表示及其構(gòu)成內(nèi)容，基于零件MBD數(shù)據(jù)集的檢測(cè)信息主要包括三維標(biāo)注信息和與三維標(biāo)注信息關(guān)聯(lián)的零件幾何信息兩方面內(nèi)容。此外，一些特殊的檢測(cè)要求可能以技術(shù)要求或其他注釋方式給出。

在零件模型的MBD數(shù)據(jù)集表示中，三維標(biāo)注信息包括尺寸公差、形狀公差、位置公差、基準(zhǔn)和表面加工與處理要求等，通過(guò)這些可見文本或符號(hào)反映零件的屬性信息。與三維標(biāo)注關(guān)聯(lián)的幾何信息，包括加標(biāo)了三維標(biāo)注的零件幾何特征（如孔、圓柱、槽、球、圓環(huán)體、多棱體等）及其幾何元素（如點(diǎn)、直線、圓、橢圓、平面、曲面等）的外形輪廓信息、位置信息，以及測(cè)量所需要的其他信息（如幾何元素的位置向量、法向量等）。

同時(shí)，CMM測(cè)量由三維標(biāo)注確定檢測(cè)項(xiàng)目，但最終由待測(cè)幾何特征的空間幾何數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)，遵循尺寸測(cè)量接口規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)（Dimensional Measuring Interface Specification，DMIS）的相關(guān)測(cè)量軟件［17］（如?？怂箍礟C－DMIS CAD＋＋），提供了對(duì)常見基本幾何元素（如點(diǎn)、直線、平面等）的測(cè)量功能及其信息要求，以及一些拓展幾何特征（如長(zhǎng)圓槽、凹凸槽等）的測(cè)量實(shí)現(xiàn)。零件測(cè)量信息的識(shí)別與獲取應(yīng)考慮DMIS標(biāo)準(zhǔn)及常用測(cè)量軟件的信息需要。

2 零件MBD模型中公差與幾何信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系

零件模型的MBD數(shù)據(jù)集給出了全三維環(huán)境下零件定義的完整工程表示，提供了CMM測(cè)量信息識(shí)別與獲取的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。但欲實(shí)現(xiàn)零件MBD數(shù)據(jù)集中測(cè)量信息的識(shí)別與獲取，必須首先明確其信息構(gòu)成中公差信息與關(guān)聯(lián)幾何信息之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，建立測(cè)量信息的關(guān)聯(lián)關(guān)系表示模型，以指導(dǎo)獲取技術(shù)的實(shí)現(xiàn)。

2.1 測(cè)量信息的顯性與隱性表示

對(duì)零件三坐標(biāo)測(cè)量而言，零件MBD定義數(shù)據(jù)集給出的測(cè)量信息表示中，有些是顯性的，有些是隱性的。

確定檢測(cè)項(xiàng)目的尺寸及其公差、形狀公差、位置公差等三維標(biāo)注信息是顯性的，并可通過(guò)相關(guān)數(shù)據(jù)接口直接獲取。與這些公差信息對(duì)應(yīng)的關(guān)聯(lián)幾何信息是直接關(guān)聯(lián)到相關(guān)幾何特征的基準(zhǔn)定義元素上（如球特征、拉伸特征、旋轉(zhuǎn)特征等的基準(zhǔn)點(diǎn)或基準(zhǔn)軸線），或者關(guān)聯(lián)到某個(gè)相關(guān)幾何特征的一個(gè)或多個(gè)幾何元素（如拉伸特征的某個(gè)表面及其位置和法向向量等）上，可能是隱性表示的，需要通過(guò)訪問(wèn)構(gòu)建零件模型的CAD系統(tǒng)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)來(lái)識(shí)別和獲取。

因此，對(duì)于零件MBD數(shù)據(jù)集中構(gòu)成零件測(cè)量信息的全部顯性和隱性表示信息，需要加以判別。同時(shí)，通過(guò)建立公差信息與幾何信息的關(guān)聯(lián)關(guān)系，采取不同的技術(shù)手段識(shí)別和獲取全部顯性和隱性測(cè)量信息。

2.2 測(cè)量信息構(gòu)成元素與關(guān)聯(lián)關(guān)系定義

目前，支持MBD技術(shù)規(guī)范的主流CAD系統(tǒng)（CATIA，UG NX，Pro／E等）具有變量化和參數(shù)化特征造型功能，并通過(guò)構(gòu)造的實(shí)體幾何（Constructive Solid Geometry，CSG）和邊界表示（Boundary representation，B－rep）混合表示數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，記錄復(fù)雜零件的造型歷史過(guò)程和零件模型的拓?fù)渑c幾何信息?；谔卣鞯牧慵＜夹g(shù)，以幾何特征為主特征并具有加工和檢測(cè)工程含義，包括三維標(biāo)注在內(nèi)的其他特征作為依附特征，構(gòu)成了零件模型的完整定義和表示。由于零件MBD數(shù)據(jù)集中，與檢測(cè)相關(guān)的零件公差標(biāo)注直接關(guān)聯(lián)在特定幾何特征上（特征基準(zhǔn)定義元素）或該特征的幾何構(gòu)成元素上（如圖2），故可以針對(duì)零件模型上的公差標(biāo)注項(xiàng)目，通過(guò)CSG數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獲取與公差標(biāo)注關(guān)聯(lián)的特征集合，通過(guò)每個(gè)關(guān)聯(lián)特征的B－rep數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)獲取與公差標(biāo)注關(guān)聯(lián)的幾何元素集合。

2.2.1 測(cè)量信息構(gòu)成元素定義

基于MBD數(shù)據(jù)集的零件測(cè)量信息基本構(gòu)成元素，可定義為由公差項(xiàng)目集合TS、關(guān)聯(lián)幾何特征集合FS及零件模型基準(zhǔn)與坐標(biāo)系MDC組成，即零件測(cè)量信息構(gòu)成元素集合

其中公差項(xiàng)目集合TS由其相應(yīng)的尺寸公差子集TSD、形狀公差子集TSF和位置公差子集TSL構(gòu)成，各子集則包含其公差對(duì)象元素，即

式中：零件MBD數(shù)據(jù)集中全部尺寸公差對(duì)象元素的集合

零件MBD數(shù)據(jù)集中全部形狀公差對(duì)象元素的集合

零件MBD數(shù)據(jù)集中全部位置公差對(duì)象元素的集合

關(guān)聯(lián)幾何特征集合FS由與公差項(xiàng)目關(guān)聯(lián)的零件模型相關(guān)特征構(gòu)成，每個(gè)零件特征又由其表面集合FSS及特征基準(zhǔn)FD組成，且任一面集包含其面幾何元素Sin，即

零件模型基準(zhǔn)與坐標(biāo)系MDC則提供了零件模型各構(gòu)成幾何特征及其幾何元素的全局定位基準(zhǔn)和坐標(biāo)。

2.2.2 測(cè)量信息構(gòu)成元素間的關(guān)聯(lián)關(guān)系定義

基于上述測(cè)量元素構(gòu)成定義，由于不同的公差項(xiàng)目關(guān)聯(lián)到（或依附于）不同幾何特征的不同幾何元素之上，若定義與尺寸公差信息關(guān)聯(lián)的依附特征表示為

則零件MBD模型中，檢測(cè)信息由尺寸公差、形狀公差、位置公差及其依附特征構(gòu)成，可以表示為

2.3 基于MBD的零件測(cè)量信息表示模型

傳統(tǒng)的以實(shí)體造型器為核心的CAD系統(tǒng)對(duì)公差等信息缺乏足夠的支持，無(wú)法把尺寸公差和尺寸、形位公差和對(duì)應(yīng)的實(shí)體要素關(guān)聯(lián)起來(lái)［18－19］。為解決三維環(huán)境下公差信息的工程語(yǔ)義表示及其與CAD系統(tǒng)的集成，劉玉生等［18］提出基于特征的層次式公差信息表示模型，以實(shí)現(xiàn)三維環(huán)境下公差信息的工程語(yǔ)義表示及其與CAD系統(tǒng)的集成；張博等［19］采用多色集合理論進(jìn)一步完善了相關(guān)研究。

零件模型的MBD數(shù)據(jù)集提供了公差信息的工程語(yǔ)義表示和與模型實(shí)體要素的關(guān)聯(lián)，并成為測(cè)量信息獲取的唯一數(shù)據(jù)源。因此，對(duì)零件CMM測(cè)量而言，如何建立零件MBD數(shù)據(jù)集中公差信息與關(guān)聯(lián)幾何特征之間的關(guān)聯(lián)關(guān)系，即建立基于零件MBD數(shù)據(jù)集的測(cè)量信息表示模型，成為零件測(cè)量信息識(shí)別與獲取的重要基礎(chǔ)。

基于測(cè)量信息構(gòu)成元素與關(guān)聯(lián)關(guān)系定義，并借鑒前述研究的成果，針對(duì)零件模型的MBD數(shù)據(jù)集表示，提出基于MBD的零件測(cè)量信息關(guān)聯(lián)關(guān)系表示模型，如圖3所示。

由圖3可見，零件MBD數(shù)據(jù)集中，CMM測(cè)量信息的構(gòu)成包括公差項(xiàng)目集合、關(guān)聯(lián)幾何特征集合及零件模型基準(zhǔn)與坐標(biāo)系。其中：公差項(xiàng)目集合是確定檢測(cè)任務(wù)的依據(jù)，并由相應(yīng)的尺寸公差子集、形狀公差子集和位置公差子集構(gòu)成，每個(gè)不同類型的公差子集又由其具體公差對(duì)象元素組成；關(guān)聯(lián)幾何特征集合是與公差標(biāo)注關(guān)聯(lián)的零件模型幾何信息表示，基于通用CAD系統(tǒng)造型方法及其B－rep數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，幾何特征集合中的每個(gè)特定特征由構(gòu)成該特征實(shí)體封閉空間的表面集合與特征定位基準(zhǔn)元素定義；每個(gè)特征表面集的面幾何元素由面基準(zhǔn)定位元素、面方向矢量及面尺寸參數(shù)構(gòu)成；面幾何元素可視需要向下繼續(xù)分解到所需要的邊、點(diǎn)等幾何和拓?fù)湫畔ⅰ?/p>

需要強(qiáng)調(diào)的是，零件MBD數(shù)據(jù)集中公差項(xiàng)目的標(biāo)注通常關(guān)聯(lián)到幾何特征的表面集或特征定位基準(zhǔn)元素上。如形狀公差可標(biāo)注在任何特征表面集的特定表面上；尺寸公差和位置公差可能標(biāo)注在同一個(gè)特征表面集的兩個(gè)表面之間，也可能標(biāo)注在不同特征的表面、特征定位基準(zhǔn)或面定位基準(zhǔn)之間。因此，圖3給出的零件測(cè)量信息關(guān)聯(lián)關(guān)系表示，將公差項(xiàng)目與幾何信息的關(guān)聯(lián)定義到特征定義的表面集級(jí)別，依據(jù)公差類型元素與特定幾何元素的關(guān)聯(lián)，向上可追溯到所屬關(guān)聯(lián)特征，向下可獲取關(guān)聯(lián)幾何元素的詳細(xì)信息構(gòu)成。

3 基于MBD的檢測(cè)信息識(shí)別與獲取

基于測(cè)量信息構(gòu)成元素與關(guān)聯(lián)關(guān)系定義，所建立的零件測(cè)量信息表示模型提供了零件CMM測(cè)量信息識(shí)別與獲取的基礎(chǔ)。

3.1 測(cè)量信息識(shí)別與獲取流程

依據(jù)零件測(cè)量信息關(guān)聯(lián)關(guān)系表示模型，以及測(cè)量信息構(gòu)成與關(guān)系定義，通過(guò)識(shí)別零件MBD數(shù)據(jù)集中與公差標(biāo)注項(xiàng)目關(guān)聯(lián)的幾何元素信息，可獲取待測(cè)幾何特征及其詳細(xì)幾何信息構(gòu)成。在通用三維CAD軟件Pro／E環(huán)境下，可給出如圖4所示的零件測(cè)量信息識(shí)別與獲取流程。

Pro／E環(huán)境下的零件公差標(biāo)注是以注釋信息方式給出并記錄的，Pro／E二次開發(fā)工具Pro／TOOLKIT提供了針對(duì)尺寸公差的訪問(wèn)函數(shù)和將形狀公差與位置公差結(jié)合在一起的形位公差訪問(wèn)函數(shù)［20］。通過(guò)相應(yīng)的訪問(wèn)函數(shù)，可以在零件MBD數(shù)據(jù)集中以注釋信息給出的公差記錄中得到公差項(xiàng)目集合包含的所有公差信息。在此基礎(chǔ)上通過(guò)公差類型判別分別獲取各公差項(xiàng)目的詳細(xì)信息內(nèi)容構(gòu)成及其所依附的幾何元素，進(jìn)而獲取相關(guān)幾何信息構(gòu)成。

3.2 尺寸公差及其依附特征的提取

針對(duì)圖2給出的零件MBD模型，利用Pro／TOOLKIT提供的尺寸公差訪問(wèn)函數(shù)［20］ProDimen－sionSymbolGet（），ProDimensionValueGet（），ProDimensionTypeGet（），ProDimensionTolerance－Get（）和ProAnnotationelemReferencesCollect（）獲取尺寸名稱（D＿Symbol）、尺寸數(shù)值（D＿Value）、尺寸類型（D＿Type）、尺寸偏差（D＿Tolerance）和尺寸公差依附特征元素（D＿References）。其中，尺寸公差的依附特征元素即為三坐標(biāo)測(cè)量機(jī)的待檢測(cè)幾何元素。根據(jù)零件MBD數(shù)據(jù)集中尺寸公差的標(biāo)注類別，其約束類型包括面與面、面與線、面與點(diǎn)、線與線、線與點(diǎn)、點(diǎn)與點(diǎn)之間的約束關(guān)系。

在如圖1所示的零件模型中，60.96±0.03為兩個(gè)表面之間的尺寸公差，其標(biāo)注約束為面與面約束；40.64±0.01為兩個(gè)孔軸線之間的尺寸公差，其標(biāo)注約束為線與線約束。不同的標(biāo)注約束關(guān)系意味著不同的依附幾何特征和不同的幾何信息提取內(nèi)容。按照測(cè)量信息提取流程分別提取這兩種公差信息，由提取結(jié)果顯示界面給出的提取數(shù)據(jù)如圖5所示。

3.3 形位公差及其依附特征的提取

形位公差的提取與尺寸公差類似，但是涉及到的提取內(nèi)容比較多而且復(fù)雜。利用Pro／TOOLKIT提供的形位公差訪問(wèn)函數(shù)［20］ProGtoldataTypeGet（）、ProGtoldataValueGet（）、ProGtoldataDiameter－Get（）和ProGtoldataReferenceGet（）。對(duì)于無(wú)基準(zhǔn)要求的形位公差（如平面度公差），分別提取公差類型（G＿Type）、公差大?。℅＿Value）、直徑符號(hào)（G＿diameter）、依附特征元素（G＿Reference）；對(duì)于有基準(zhǔn)要求的形位公差信息（如位置度公差），需要提取基準(zhǔn)特征元素信息，利用函數(shù)ProGtoldataGtolda－tumrefGet（）獲取其相關(guān)基準(zhǔn)信息（G＿datumref）。依附特征元素信息以及基準(zhǔn)特征元素的信息提取過(guò)程，與尺寸公差依附特征元素的提取過(guò)程類似。

圖1所示的零件模型具有平面度和位置度兩類形位公差，提取結(jié)果如圖6所示。

4 復(fù)雜零件測(cè)量信息獲取實(shí)例

前述分別給出了與特定尺寸及形位公差相關(guān)的測(cè)量信息獲取途徑與方法，本文利用Pro／E的二次開發(fā)工具Pro／TOOLKIT，基于檢測(cè)信息提取流程構(gòu)建應(yīng)用程序，針對(duì)如圖7所示的復(fù)雜零件MBD模型，進(jìn)行檢測(cè)信息的識(shí)別與獲取。

在圖7所示的零件MBD數(shù)據(jù)集中，包括了零件三維幾何模型、零件基準(zhǔn)及其坐標(biāo)系以及尺寸公差和形位公差在內(nèi)的檢測(cè)信息。相關(guān)公差標(biāo)注項(xiàng)目與依附幾何特征之間，涵蓋了面面之間、面線之間、面點(diǎn)之間、線線之間、線點(diǎn)之間、點(diǎn)點(diǎn)之間的標(biāo)注約束關(guān)系；形位公差包括無(wú)基準(zhǔn)要求的形狀公差和有基準(zhǔn)要求的位置公差?；鶞?zhǔn)包括單一基準(zhǔn)（由一個(gè)要素建立的基準(zhǔn)）、組合基準(zhǔn)（由兩個(gè)或兩個(gè)以上要素建立的獨(dú)立基準(zhǔn)）和三基面體系（三個(gè)相互垂直的平面構(gòu)成）三種類型。

利用Pro／TOOLKIT提供的尺寸訪問(wèn)函數(shù)，按照上述方法提取MBD零件模型中的尺寸公差信息，包括尺寸公差名稱、尺寸類型、尺寸值、上下偏差和依附特征元素ID值，具體提取信息如表1所示。

表1 MBD模型尺寸公差提取信息

表2 MBD模型形位公差提取信息

根據(jù)Pro／TOOLKIT提供的形位公差提取函數(shù)，提取MBD零件模型的形位公差信息，即公差類型、公差符號(hào)、公差值、直徑符號(hào)和依附特征元素ID值。同時(shí)，如3.3節(jié)所述，對(duì)于有基準(zhǔn)要求的形位公差信息（如位置度、垂直度公差等），需要提取其相應(yīng)的基準(zhǔn)特征元素信息，即基準(zhǔn)特征元素ID值。針對(duì)圖7所示的MBD零件模型，提取的部分形位公差信息如表2所示。

根據(jù)上述提取的尺寸公差、形位公差及基準(zhǔn)特征元素ID值，可提取其對(duì)應(yīng)特征及其幾何元素的信息，具體如表3所示。

續(xù)表2

表3 依附特征元素信息

5 結(jié)束語(yǔ)

零件模型的MBD數(shù)據(jù)集，給出了全三維環(huán)境下零件定義的完整工程表示，提供了CMM測(cè)量信息識(shí)別與獲取的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。本文針對(duì)零件模型的MBD數(shù)據(jù)集表示，利用檢測(cè)項(xiàng)目的公差標(biāo)注信息與幾何信息的關(guān)聯(lián)，定義構(gòu)成測(cè)量信息的基本組成元素和關(guān)聯(lián)關(guān)系，并建立測(cè)量信息的關(guān)聯(lián)關(guān)系表示模型，確定信息識(shí)別與獲取流程，可實(shí)現(xiàn)零件CMM測(cè)量信息直觀和便捷的獲取途徑，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)CAD／CMM技術(shù)集成?；谒@取的零件測(cè)量信息，進(jìn)一步的研究擬圍繞基于MBD技術(shù)的零件三坐標(biāo)測(cè)量檢測(cè)規(guī)劃、零件測(cè)量中的位姿識(shí)別、測(cè)量程序生成、測(cè)量結(jié)果評(píng)價(jià)等方面進(jìn)行。

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