零件信息描述（精选三篇）
零件信息描述 篇1
关键词：CAPP,SolidWorks,二次开发,非几何信息
0 引言
CAPP系统进行工艺设计不仅需要零件的几何特征信息, 还需要面向加工过程的非几何特征信息, 例如公差、表面粗糙度、材料属性等[1]。建立CAD/CAPP集成系统的关键技术之一就是使CAPP系统直接从CAD系统中获取这些零件信息。从CAD系统中直接提取出零件的非几何特征信息, 对实现CAD/CAPP集成系统具有重要意义。通过对SolidWorks软件进行二次开发, 提取出零件的非几何特征信息, 并存入数据库中, 较好的解决了CAD/CAPP集成系统中零件非几何特征信息的自动获取问题。
1 SolidWorks二次开发技术
1.1 SolidWorks的开发环境
SolidWorks提供了基于OLE技术的应用程序编程接口 (API) 。通过接口提供的函数, 用户可用Visual Basic, Visual C++等语言调用SolidWorks并对其进行二次开发, 创建符合特定需求的功能模块。
SolidWorks API使用面向对象的方法, 所有API函数都适用于对象的方法或属性。SldWorks对象是SolidWorks API中的最高层对象, 它可以直接或间接地访问API中的所有其他对象。在SolidWorks中, 有3种主要文件类型:零件、工程图和装配体。每种文件类型有它自己的API对象 (PartDoc, DrawingDoc和AssemblyDoc) 及相关的API函数[2]。
1.2 API对象的访问方式
要使用任何API函数, 首先要获得对象。SolidWorks API有多种途径可以访问对象, 按实现方式可分为两种情况:鼠标拾取和在程序中进行。通过鼠标来拾取获得API对象, 容易产生漏选、重选等错误, 且操作繁琐, 需要大量的人机交互。为了实现非几何信息的自动提取, 在程序中采取了进行的方式来访问相应的API对象。
2 提取尺寸公差信息的方法
SolidWorks2008带有尺寸标注功能, 在标注尺寸后即可进行尺寸公差信息的输入。在SolidWorks 中, API对象可由其上一级对象提供的方法或属性获得。SolidWorks 2008中的尺寸公差信息存储在DimensionTolerance对象中, 由图1给出的API对象层级结构可知, 要获取该对象, 首先要获得特征对象Feature。
2.1 特征对象的获取
在SolidWorks 2008 API里, Feature对象被分为八大类型, 例如Body Features和Sheet Metal Features等。每一大类型下又按特征的具体名称分为很多子项, 如Body Features下有Chamfer (倒角) , Fillet (圆角) 等子项。要获取零件所有的尺寸公差信息, 必须遍历所有的Feature对象, 因为只有Body Features类型的特征对象是与尺寸公差信息相关的, 所以在遍历时, 要过滤掉非Body Features类型的特征对象。
API中对于Feature对象, 提供了Get-TypeName2方法, 用于判断该对象的类型。该方法返回一个字符串值, 它是特征的具体名称, 例如Fillet, 而不是Fillet所属的Body Features。由上分析, 采用了以下方法获取与尺寸公差信息相关的特征对象:首先建立特征分类表, 将Body Features所有子项的名称都存入其中, 然后用GetFirstFeature从API接口中获取第一个特征对象, 再用GetNextFeature遍历零件的所有特征对象。每循环一次, 都要使用GetTypeName2方法, 并将其返回值与特征分类表中的内容进行匹配, 即判断返回值是否存在于分类表中。具体过程如图2所示。
2.2 获取尺寸公差信息
得到Feature对象后, 就进入获取尺寸公差信息的环节。如图1所示, 由特征对象Feature开始, 向下依次获取每一级对象, 直到获得DimensionTolerance对象, 然后由该对象提供的函数, 提取尺寸公差信息。以上过程如图3所示, 获取尺寸公差信息的API函数为:
获取尺寸公差类型函数:DimensionTolerance::Type ()
获取尺寸公差上偏差函数:DimensionTolerance::GetMaxValue ()
获取尺寸公差上偏差函数:DimensionTolerance::GetMinValue ()
由上分析, 尺寸公差信息的获取, 是由获取Feature对象和获取尺寸公差信息这两个环节实现的。在第一个环节中, 可能获得多个Feature对象, 这便涉及到两环节链接模式的选择问题, 即是先将这些对象保存起来, 还是每获得一个对象, 就嵌入第二个环节。若用第一种方法, 不仅保存多个Feature对象要耗费一部分内存空间, 而且在获取尺寸公差信息的环节又多出了一个循环语句来取出每一个Feature对象, 因此本文采用第二种方法, 作为以上两环节的链接模式。
3 提取形位公差信息的方法
SolidWorks 2008提供了形位公差的输入功能, 通过选择[插入]︱[注解]︱[形位公差]命令, 即可对零件模型添加形位公差信息。要获得形位公差信息, 首先要获得存储该信息的Gtol对象。
3.1 获取形位公差对象
Annotation是Gtol对象的上一层对象, 其下还有其他众多对象, 为访问这些对象Annotation提供了统一的方法GetSpecificAnnotation。在API里, 根据Annotation下一层对象的组成, 将其分为不同类型。只有当Annotation为swGTol类型时, 用GetSpecificAnnotation方法返回的才是Gtol对象。因此为获得所有Gtol对象, 必须遍历所有类型的Annotation对象, 从中过滤掉非swGTol类型。当存在较多非swGTol类型的Annotation对象时, 这样无疑增加了不必要的循环, 降低程序的运行效率, 因此采用了另一种获取Gtol对象的方法。
API给出的对象层次结构, 并不代表对象的起源层次或唯一的来去途径。视图对象View提供的GetFirstGTOL方法也可以返回Gtol对象。首先从接口中获得第一个View对象, 然后用GetNextView遍历所有View对象。每循环一次的时候, 先由GetFirstGTOL获得第一个Gtol对象, 再用该对象的GetNextGTOL方法对其遍历。如此便可获取所有的Gtol对象, 图4展示了这一过程。
3.2 获取形位公差信息
得到Gtol对象后, 就进入获取形位公差信息环节。根据不同的API函数, 即可从Gtol对象中获取相应的形位公差信息。例如:GetFrameValues函数得到的是形位公差的公差值和基准名称, GetFrameSymbols2函数得到的是公差符号。若存在多个Gtol对象, 采取与获取尺寸公差信息一样的链接模式, 即每得到一个Gtol对象, 就从中提取形位公差信息。如此遍历Gtol对象, 就可获得所有的形位公差信息。
4 提取表面粗糙度信息的方法
表面粗糙度信息存储在SFSymbol对象中。View对象提供的GetFirstSFSymbol方法可获取第一个SFSymbol信息, 然后再通过GetNext可以遍历所有的SFSymbol对象。每获得一个SFSymbol对象, 用不同的API函数, 即可提取出相应的粗糙度信息。其过程与获取形位公差信息的过程基本一致, 在此不再累述, 给出程序代码如下:
5 提取材料属性信息的方法
材料的属性包括材料的名称和密度。在SolidWorks中, 零件的材料由材料库支持, 用户确定零件的材料属性可以通过以下两种方式:使用系统自带材料库中的材料和新建材料库并添加自定义材料。在设计零件时直接选择材料名称, 即可确定零件的材料, 同时材料的密度也直接输入到系统中, 然后通过SolidWorks API函数, 即可提取出零件的材料属性。API函数为:
提取材料密度的函数:ModelDoc2::Ge-tUserPreferenceDoubleValue;
提取材料名称的函数:PartDoc::GetM-aterialPropertyName2。
6 结论
通过SolidWorks提供的API接口, 利用VB对其进行二次开发, 从中提取出零件的非几何特征信息, 并存入数据库中, 以供CAPP调用, 较好的解决了CAD/CAPP集成系统中零件非几何特征信息自动获取的问题。
参考文献
[1]刘计娟, 康兰.Pro/E系统中非几何特征信息的获取[J].河海大学常州分校学报, 2007, 21 (2) :39-41.
电子信息工程专业描述 篇2
本专业培养具备信息获取、信息传输、信息处理、信息应用等方面的基础理论和专业知识，系统掌握现代信息技术，能在信息工程领域从事科学研究、工程设计、技术开发、设备制造、管理维护的复合型工程科技人才。
毕业生就业面向：
本专业毕业生可在电子信息相关企业从事技术开发、设计、管理维护等工作，也可在机关、学校从事产品维护、教学等工作。
专业培养任务要求：
1、知识要求
1)系统的掌握本专业领域宽广的技术基本理论知识，适应电子和信息工程方面广泛的工作范围;
2)掌握电子电路的基本理论和实验技术，具备分析和设计电子设备的基本潜力;
3)掌握信息获取、处理的基本理论和应用的一般方法，具有设计、集成、应用及计算机模拟信息系统的基本潜力;
2、潜力要求
1)较熟练地掌握一门外语，具有较好的听、读潜力和必须的说、写潜力，能较顺利的阅读本专业外文资料;
2)掌握文献检索、资料查询的基本方法，具有必须的科学研究和实际工作潜力;
3、工程要求
1)了解信息产业的基本方针、政策和法规，了解企业管理的基本资料;
2)了解电子设备和信息系统的理论前沿，具有研究、开发新系统、新技术的工程潜力。
4、其它要求
1)具有必须的人文、艺术素养。
2)具有与专业相关的资格证书。
核心课程：
电路分析基础、模拟电子技术、数字电路、信号与系统、电磁场与电磁波、高频电子线路、数字信号处理、C语言程序设计、单片机原理及应用、微型计算机原理、通信原理、信息论等。
实践性教学环节：
专业见习、专业实习、毕业实习、毕业论文(设计)、金工实习、科技制作、计算机网络技术实验、模拟电子技术实验、数字电路实验、数字电路课程设计、高频电子线路实验、微型计算机原理实验、综合性电路系统实验等。
修业年限：
三到六年
授予学位：
零件信息描述 篇3
关键词：零件,抓取信息,线段识别,机器视觉
0 引言
当前, 数控机床无人化操作已经成为一个新兴的研究领域。在上下料操作过程, 为实现机械手智能抓取零件, 须对零件图像进行视觉处理并获取其抓取信息, 是必不可少的一步, 已成为目前国内外研究的热点课题[1~6]。当前研究主要针对单个零件的质心提取, 不涉及提取多个零件的抓取信息。
本文以不同长度、不同直径、非固定位置的轴类零件为研究对象, 获取零件抓取信息。它主要包括抓取顺序、抓取位置、抓取角度及手指间距离, 从而为手腕回转运动、手腕直线运动及手指开合运动提供运动参考值。
1 机械手运动过程
在上下料操作过程, 机械手须完成以下动作, 才能够准确有效地抓取零件。
1) 确定零件抓取顺序
针对多个摆放无序的零件, 机械手须进行有序地抓取。质心位置是零件的重要位置特征之一即以质心位置确定零件位置。首先提取零件的质心坐标, 然后按质心位置按从左到右、从上到下的方向确定抓取零件的顺序, 即可实现有序抓取零件。
2) 手腕回转运动
由于零件与水平轴的夹角各异, 手指开合方向须与零件的直径方向相吻合, 才能有效夹取。首先获取零件的中轴线, 然后提取中轴线的斜率特征, 即可确定零件与水平轴的夹角值, 为手腕回转运动提供旋转角度。
3) 手腕直线运动
一般来说, 抓取零件的合适部位定在质心处, 可避免因两端重力不同而产生失衡的现象。在获取零件质心坐标后, 手腕分别沿X、Y轴做不同量的直线运动, 使手爪形心与零件质心在垂直方向重合。其中, Z轴的运动量由手指顶端的接触觉传感器决定[5,6]。
4) 手指开合运动
为使手爪能够用合适的力抓取零件, 须使手指闭合至两手指间的距离为零件直径值。零件外圆上的点到中轴线的距离即为零件半径值。由于与零件接触处, 手指面上附有一层弹性材料, 可保证零件抓紧的同时而不被损伤。
2 零件二值图像获取
对获取的彩色图像如图1所示进行二值化处理, 实现零件与背景的分割, 获得二值图像, 如图2所示, 并利用面积法消除噪声, 获取前景仅为零件的二值图像, 如图3所示。
根据后续信息提取的需要, 分别获取零件的中轴线图像和边缘图像, 前者利用骨骼化技术, 后者利用边缘检测技术, 如图4、图5所示。
3 零件抓取信息的提取
3.1 零件质心坐标获取
在去噪后的二值图像上, 根据质心公式, 可获取零件质心在二维空间上的像素坐标值。以零件的质心位置为参考, 从左到右、从上到下的顺序抓取零件;同时根据质心坐标值, 为手腕直线运动提供X轴和Y轴的运动参考量, 可使手爪形心与零件质心在垂直方向重合。
3.2 零件倾斜角获取
在中轴线图像上, 分别获取各个点的u轴、v轴的坐标值, 利用最小二乘法进行直线拟合, 从而确定中轴线的直线方程。由直线斜率求取中轴线与u轴的夹角, 即可确定零件与u轴的夹角。手腕可按该角度进行回转, 使手指开合方向与零件直径方向平行。
3.3 零件直径值获取
在边缘图像上的长边上任提取五点, 分别计算点到中轴线的距离, 然后取五组距离的均值, 即可获取零件的直径值。当两手指间的距离闭合至零件直径值大小时, 手爪可夹紧零件。
3.4 零件抓取信息获取流程
在已获取零件的质心坐标、倾斜角及直径值的基础上, 在原图像将各个参数标示, 其中坐标系原点定义在左上角, 如图6所示;其零件参数值如表1所示。零件抓取信息获取过程如图7所示。
在图6和表1所示中, 第一列数据表示该零件抓取的顺序, 第二三列数据表示该零件质心在u、v方向上的像素坐标, 第四列数据表示该零件与u轴的夹角, 第五列数据表示该零件的直径值。其中, 在图6中“*”表示质心位置, 红色直线是零件中轴线位置。
4 结论
当前, 数控机床无人化操作已经成为一个新兴的研究领域。而上下料操作是体现智能化操作的一个关键技术。
本算法适用于多个不同长度、不同直径、非固定位置的轴类零件的抓取。抓取信息的提取, 为引导机械手执行抓取零件操作提供了必要的运动信息。
1) 利用面积法去噪、骨骼化原理和边缘检测技术获取所需的二值图像;
2) 利用质心公式, 获取零件质心坐标并确定抓取顺序, 零件抓取部位定在质心处, 零件两端达到平衡效果;
3) 利用最小二乘法进行直线拟合获取零件中轴线方程, 可确定手腕的回转角度;
4) 零件直径值的获取, 使手指能够夹紧零件, 避免或松或紧造成夹持不牢或对零件表面产生过大压力而产生压痕的不足。
参考文献
[1]王彦, 傅卫平, 袁国文, 等.工件自动视觉定位识别系统研究[J].计算机工程与应用, 2009, 45 (8) :80-83, 96.
[2]刘珍, 包晓艳, 赛娜.大型工件角度的视觉测量方法[J].电子测量技术, 2008, 31 (8) :106-108, 122.
[3]储, 姚晓春, 缪君, 等.基于图像的角度检测系统研究[J].光电技术应用, 2009, 30 (6) :940-942, 946.
[4]王植, 贺赛先, 一种基于Canny理论的自适应边缘检测方法[J].中国图象图形学报, 2004, 9 (8) :957-962.
[5]王敏, 黄心汉.基于视觉与超声技术机器自动识别抓取系统[J].华中科技大学学报, 2001, 29 (1) :73-75.