1、以自动控制环境还有能够自动的管理以及提供一些正确的信息。这样农业弄也就会逐渐的变化格局。要把人事关系作为中心，还要把机械设备作为生产的主要模式，用信息和软件的作为主要的生产模式，最后达成自给自足。还能够实现不用人工的，不用动脑的控制生产。2.2智能灌溉系统需求具备的4个核心要素好多方面的，多个维度的亲身高手。能够每时每刻得到全面的，一毫不差的有关农产品的生长的信息，还有特别大型的信息数据，这也是能够决定灌溉系统的基础。土地很深的地方的水量，水也是一直在变化的，地的表面还有地下面的温度，农产品能够吸水的立方和天气的情况以及农产品需要的水的量和生存的环境怎么样的现场感受。比较全面的生态数据里面有这
2、个地方的历史的相关消息，有这个地方将来预测的信息，把这个地方农产品需要的水的量也做过分析，还有泥土的性质等等都做过分析。使用全自动的浇水系统可以把田地的信息和生态大数据库进行结合起来使用，这样的话就可以和农作物生长的信息来进行灌溉胶水，可以准确找农作物的吸水的位置以及分布。只能灌溉技术可以自动的知道农产品是不是要浇水，能够自动知道这亩田里面有多少水，这样能够的话就能很清楚这个田里面的水的情况。用这些信息还能够来预测将来几天内会不会下雨，这样就可以自动的设置浇水持续的时间，还有要浇水的量以及浇水的时间。使用这种高科技的方式的进行灌溉和决策。这个就在于田里面的数据和大数据库里面的信息进行交流互换，
3、这样通过信息的交流就能达成控制灌溉系统的决策，一旦灌溉决策实施，这个系统里面的水泵，还有变化频率的控制器，田里面的控制阀，水枪什么的就会被打开。打个比方来说，在浇水的过程中，要是能够很准确的知道将来两个小时里面会不会下雨，这样灌溉系统就会自动停止，充分地使用天上下的雨。这个系统还能和根据数据库里面的数据计算，下雨的是不是够，还需要不需要继续降水进行灌溉。很深的返回信息，再进行学习，自己进行修正，还要自己进行改善。返回信息的系统是自动浇水系统和以前的交税的模式的最大的不一样。这种系统将水的量，水的压力，机器，还有变频的机器，电阀门等等所有的机器的信息都传输给了自动灌溉的控制的地方。在田里面的传感
4、机器会把灌溉的深度还有灌溉使用的水的量都会给控制器传输过去。自动的灌输控制器会将返回的数据还有最终的数据都进行分析比较，这样就会灌溉解决。自动的浇水控制器在和最大的数据库一起连接起来的时候。这种自动的灌溉的控制器可以从云上的数据库得到最新的信息在进行决定。在这个比较之下，以前浇水的控制器，是没有自动检查还有进行报警的系统的，系统没有办法决定是不是漏水了或者是不是电阀的门工作出现了问题这个系统的浇水和施肥是非常的准确的。自动的灌溉系统的控制器是可以把肥料还有化肥的浓度以及用量都控制好。最后在又固体的肥料或者是液体的肥料变成最原始肥料。因为固态的化肥是可以变成液体的，可以按照一定的时间非常匀称的，
5、按照合适比例把肥料送到根部。2.3智能灌溉系统主要功能简介（1）温室环境数据采集、自动控制、数据存储。本系统采集的室内环境数据包括当前气温、当前空气湿度和光照强度；温室自动控制主要包括用于农产品生长的外遮阳、内遮阳、风机、湿帘、喷雾、灌溉和营养液；历史数据查询实现了环境参数的数据导出。（2）温室视频监控。数字摄像机加视频采集卡方案，结合高清摄像机，成像稳定，视野更远，采用光纤远程传输。（3）不同地块灌溉的远程无线控制。安装高效节水的微型喷灌系统，安装高效摇杆式喷灌系统，通过远程无线技术，可以控制灌溉泵的开闭；使用土壤湿度传感器，设置灌溉阈值，实现无线远程开闭。关闭电磁阀，无人值守灌溉场。（4）
6、远程网络和智能手机终端监控功能，实现物联网移动交互，随时随地实现对监控终端的访问。2.4智能灌溉系统网络拓扑结构根据区域地形特点，主体采用无线连接，避免布线和对示范园区的影响。视频通过光纤传输，减少了由于信息量大而造成的损失。利用无线连接实现土壤水分的采集和控制。系统的整体网络结构如图所示。智能灌溉系统的主界面如图所示。2.5智能灌溉系统实施效果（1）智能灌溉系统可实现以下三种运行方式：远程自动模式。水泵开关的远程无线控制可通过办公PC和手机两种终端进行，以控制喷灌系统的启停。全智能模式。该模型的特点是，通过设定相应的温湿度阈值，系统自动监测土壤湿度。当达到预设阈值时，系统自动打开或关闭。实现
7、无人值守，有效节约人工成本。同时，使灌溉更加准确、科学、合理。全手动模式（传统操作）。业主或种植者可通过泵房内的智能控制柜和相关手动阀直接控制花园喷灌系统跳过操作平台。智能控制界面如图所示。（2）视频监控接口。通过模拟摄像机采集图像数据，实时监测温室植物的生长状况和控制机构的切换状态。视频监控接口功能：（1）屏幕旋转功能，可根据设定时间设置屏幕全屏幕自动切换画面；（2）实时捕获功能，将远程视频帧保存到本地硬盘；（3）手动录像功能，录像到本地硬盘。（3）喷雾滴灌系统。在灌溉系统的第一部分，采用恒压供水，保证管网的恒压，保护电动机泵的平稳运行，不过载。灌溉水源为池塘水，采用两级叠层网式过滤机过滤，
8、以满足喷灌、滴灌系统的水质要求。尾部有滴灌、微喷灌和大摇杆喷灌。喷灌系统的喷头布置如图所示，喷灌系统尾部的效果如图所示。3存在的问题和解决方法一方面，智能灌溉系统的使用极大地解放了劳动力，在当今农村劳动力日益稀缺的情况下，智能控制、自动化应用代替人工是一个不可逆转的趋势；另一方面，通过现代喷灌系统的精密灌溉，极大地提高了喷灌系统的灌溉效率。E农产品的产量和质量，对土地的经济依附是值得一次质的飞跃。然而，基于物联网技术的智能农业应用还存在许多客观障碍，有待进一步研究和解决。3.1智能灌溉系统对环境要求较高物联网自动化控制设备更为精确，必须配备电力设备。其中大部分用于非农业产业。安装使用环境稳定。
9、然而，中国农业生产的使用相对较少。由于园区内的田间环境复杂多变，需要适应农业生产的智能灌溉系统对环境有较强的适应能力。在广泛的智能控制系统中，有线控制技术由于其布线繁琐、控制范围有限而没有得到广泛的应用。无线控制完全可以避免安装、维护不便、线路老化和接线故障等缺点。对于微灌系统的智能化，小型无线多通道自动控制系统的研究可以满足小型灌溉工程的需要，其适用性更强。3.2智能灌溉系统价格昂贵灌系统智能自动控制技术含量高、微灌系统集中控制程度高、微灌精度高，越来越受到用户的欢迎。然而，数十万元的安装成本是制约其推广的主要原因之一。在信息时代，农业生产迫切需要可靠、价格适中、适应用户需求的智能化。控制系
10、统。本课题组目前开发的智能控制系统采用干电池供电，功耗低，功能多，使用方便，价格低廉，远低于物联网自动控制系统。它不仅适用于现代农业园区，也适用于经济薄弱地区和偏远山区无电源供电。它可以广泛地为普通农民推广。第3章 智能灌溉硬件设计3.1系统的硬件组成系统硬件主要由计算机视觉系统、多传感器系统、计算机、单片机和灌溉轮廓系统组成，其中温度湿度传感器、土壤水势传感器、蒸发传感器、土壤电导率传感器等多种传感器组成。3.2系统的工作原理（1）利用摄像机获取农产品生长的原始图像；（2）对原始图像进行预处理；（3）分别进行二值图像处理和从颜色空间到颜色空间的转换，选择颜色空间中的参数作为农产品图像的颜色特
11、征，在农产品图像的颜色空间中选择一些像素作为种子；对于种子区域生长，相邻像素具有相似的S在生长区的种子中加入了种子的颜色特性，完成了整个过程。扫描图像的多个子块以合并颜色和空间中的相邻区域。（4）农产品分割与农产品生长特征参数提取（5）将生长特征参数与建立的农产品生长数据模型进行比较计算，得出生长特征值。（6）获取和计算各种传感器的数据；（7）基于遗传神经网络结合多传感器数据和农产品生长特征值的计算与判断；（8）根据计算机判断结果，电磁阀由单片机控制，完成农产品灌溉。3.3系统硬件的选择3.3.1多传感器的选择在选择传感器时，我们通常根据要测量的参数来选择相应的传感器，但可用于确定相同物理量的
12、传感器类型是相当不同的，这要求我们根据选择传感器时要获得的信息量来选择特定的传感器。本实验选取一个具有代表性的传感器组成多传感器，分别对土壤、农产品和环境特征进行了测量。（1）温湿度传感器：在确定农产品生长周围环境的温湿度时，不仅要注意测量范围和精度，还要考虑时间漂移和温度漂移。在使用过程中，还应注意尽量避免在酸性、碱性和有机溶剂环境中工作。温湿度传感器：瑞士推出了一系列数字温湿度传感器，具有良好的可靠性和稳定性。全量程校准和数字接口可通过两根导线直接与单片机相连，既缩短了开发时间，又简化了外围电路，降低了成本。该产品体积小，响应速度快，能耗低，抗干扰能力强，可广泛应用于各种场合。（2）水势传
13、感器：测量土壤水势。土壤水势不仅反映了土壤水分的强度指数，而且指示了土壤水分的运动方向。土壤水势与土壤含水量有一定的关系，但主要反映土壤提取物的大小。土壤水势传感器大多采用陶瓷平衡系统，根据摩尔热容原理直接测量土壤热容的变化。主要原因是测量精度高，无需校准。通常一些电容式传感器在测量土壤含水量时需要校准。土壤水势传感器：选用压阻式土壤水势传感器。传感器测量精度高于。在该范围内，测量精度达到，灵敏度高。（3）蒸发传感器：测量水的蒸发量。蒸发量可以反映农产品生长过程中土壤和冠层的蒸发量。在了解了农产品的蒸腾作用和土壤蒸发作用后，可以对农产品的水分和能量平衡进行评价。蒸发传感器：采用蒸发传感器类型。
14、它的编码盘是不锈钢的。同时，读板模块采用工业芯片和进口半导体光电开关，使传感器具有良好的机械性能和高低温电气性能。（4）电导率传感器：测量土壤的电导率。土壤导电性还与土壤类型、土壤体积含水量和含盐量有关，因此导电性可以间接地了解土壤的电化学性质和肥力。电导率传感器：土壤水分电导率传感器可以同时测量土壤体积含水量和土壤电导率。传感器的输出信号包括模拟信号和三种选择，广泛应用于农业、水文和土木工程的研究和生产领域。输出：最大参数或电压，电导率：土壤湿度：干饱和，介电参数（+）或（+）电源，下图为土壤湿度电导率传感器：在采集到相应的信息后，将不同类型传感器的输出信号送入隔离放大器。隔离放大器放大传感
15、器测量到的微弱电信号。放大后的信号通过模数转换器转换成数字信号。最后，将数字信号传输到计算机进行最终处理和分析。3.4单片机的选择单片机是集成在一个芯片、存储器等上，再与几个小部件组成一台完整的计算机。小部件主要包括：复位电路（如电脑死机时按下复位键，可以从头开始执行内部程序）、晶体电路（控制单片机工作的时间和频率）等。单片机的液晶接口可与液晶屏连接，使测量数据直接显示在屏幕上。此外，在单片机的工作过程中，可以根据管理者的需要采用不同的工作状态，大大降低了电能的消耗。单片机内部采用灵活的时钟方式，可根据用户的需要确定测量频率。如果程序由于强外部因素的干扰而不稳定甚至运行，则可以使用看门狗定时器
16、重置或捕获程序。随着单片机功能的不断更新，其应用将越来越广泛。单片机是一款位超低功耗、高性能的产品，它将大量的外围模块整合到单片机内部内，节省了大量的空间，便于数据的实时采集和携带，为目前应用比较广泛的一款单片机。图为一款典型的单片机的各部分组件结构图，由下图我们可以很直观地看到单片机各部分的主要组件：本实验中的微控制器主要由或型、AT45DB161控制线路存储芯片、时钟芯片和串行通信芯片组成。智能系统对计算机采集的多传感器信号进行处理分析后，结合计算机视觉信息，判断农产品是否缺水。如果把这两个信息结合起来，当农产品处于缺水状态且缺水程度已知时，计算机将向单片机发出指令。如果农产品处于缺水状态
17、，且缺水程度已知，单片机控制电磁阀完成具体的缺水灌溉大纲。在正常生长环境下，单片机不发出任何指令。第4章 智能灌溉系统软件设计4.1下机位软件下位机的程序流程图如图4.2上机位软件上位机软件功能是基于从农田采集到的实时信息。农产品的自动灌溉过程是读取田间含水量，当土壤含水量高于最大允许值时进行排水，当土壤含水量低于农产品适宜的土含水量时进行最大灌溉。主程序框图4.3智能灌溉系统功能设计灌溉系统结构主要分为四个主要模块，每个模块又分为若干个次要模块。这四个模块之间的关系如下。信息管理主要是管理者和土地信息。视频监控可以实时监控灌区的情况。灌区模块可以控制三个方面（灌区信息、灌区容积、设备控制）。
18、最后一个历时数据是土地信息、灌区信息和灌溉量相互作用的结果。这四个模块分别是信息管理、灌区模块、历史数据和视频监控。信息模块主要负责人员和土地信息的管理和显示。灌区模块用于灌区的显示和管理。历史数据用于统计和查询历史信息。视频监控是对灌区进行实时监控。系统部分的功能界面：信息管理主要分为两个层次：人员管理和土地信息管理。人事管理：管理员对各部门人员进行管理，赋予管理员权限、信息显示等。在人员管理、人员增减中，人员可以登录系统平台，根据不同权限对不同灌区的灌水量进行控制。土地信息管理：用于土地信息管理，显示部分数据，如土地面积、氮、磷、钾含量等。地图显示了四部分土地信息：灌溉区1、灌溉区2、灌溉
19、区3和灌溉区4、管理人员手工输入、种植农产品类型和面积、土壤氮、磷和钾含量（或可通过仪器测量）等。此函数只提供添加和删除，不提供修改。灌区模块主要分为灌区信息、灌区容积和设备控制三部分。缺水对植物生理功能的干扰称为水分胁迫。杨燕芬等33杜太生等.34研究了不同农产品在生长过程中土壤水分含量的变化。通过大量的数据研究和总结，发现农产品需水量的变化规律取决于土壤含水量。只有当土壤含水量不低于农产品需水量时，农产品才能健康生长。因此，掌握土壤含水量和农产品需水量阈值尤为重要。灌溉信息：在土壤湿度传感器和温度传感器实时显示土壤湿度和土壤温度的基础上，显示灌区基本信息，实时分析土壤中氮、磷、钾的含量，并
20、在C上显示土壤温湿度传感器。计算机屏幕。试验场的温度、湿度和日照可以直观显示，方便观察者或观察者。工作人员对工作人员有持续的了解。然后根据不同的变化采取相应的措施。例如，选择灌区可以添加和删除温湿度传感器和氮、磷、钾传感器。其次，实时显示当前土壤的温度、湿度和氮、磷、钾的状态。此功能意味着可以无限期地添加传感器。用水的多少，主要是对水的量，还有灌溉的时间，还有要多久时间进行一次浇水等，可以调节设置土地里面水分的含量，可以根据农产品的生长性质以及生长情况让农产品生长的土壤变成适合的环境。还能把灌溉的时间长短，以及循环的时间更改一下，要注意的是泥土的水分有多少，还有泥土的水分不能变成0，这就是手动
21、的方式可以控制电阀门，这个功能的含义就是要根据不同的农产品可以定时的进行浇水。机器的控制：要一直在控制不同的喷水阀门，还要一直选择怎么浇水、弄几次的肥料和还有要怎么施肥。浇水和施肥的方式有三种：自己控制、要人为的控制和还有人为和手动可以一起，可根据当地土壤中氮、磷、钾的含量调节施肥量和施肥次数。有以前的数据上面可以看出：可以看到这里面泥土的温度、泥土里面的水分的信息，这边使用的是两种方式来表示的，第一种就是用表格进行表示，第二种就是用表格进行表示。历史数据报表界面可以将采集到的土壤温湿度存储在存储空间中。它还可以导出相关记录，并与某些设备一起长期保存。这样，通过输入某些参数，员工可以随时随地找
22、到所需的信息，为以后的解决方案提供了良好的依据。在宁夏大学某区科技大厦高温干旱节水实验室采集实验数据。视频监控：可以用摄像头进行监视。这样就必须要有人进行研究，把这些研究都将记录下来并且弄到相关的数据库里面保存下来。视频监控可以清楚地看到土壤湿度的情况，便于故障检查。为了保证数据传输的安全性，软件系统平台通过层层网关实现安全性，有效保证前端显示和后端处理的同步性，提供系统的用户管理和权限接口，后端数据人员可以调用该接口，并提供M修改了后端的数据。系统具有数据同步功能，为基于SDK的UWP提供了借口。后台工作人员可以通过更好的高版本调试软件的前端显示功能。由后台数据服务器和应用服务器管理，记录信
23、息，通过互联网传输，并到达后台数据管理平台。管理员对这些数据进行分析、管理和处理，与硬件管理员协调硬件设备的工作，形成局域网，保护内部工作环境和第一个数据源的安全，同时将它们分开。前端业务系统，前端业务通过互联网连接后台数据管理平台。第5章系无锡职业技术学院毕业设计无锡职业技术学院 毕业设计（论文）题 目 基于 UG 的工艺模型三维标注系统开发英文并列题目 Development of Three-dimensional Annotation System for Process Model Based on UG院 系 机械技术学院 班 级 模具21531 学生姓名 鹏 学 号 101015
24、3145 指导老师（1） 职 称 答辩委员会主任 主答辩人 二 零 一八 年 四 月摘要二维工程图表达信息的能力有限，传统二维工艺采用的“三维建模，二维工程图” 方式存在设计信息与工艺信息不衔接的问题，严重影响了产品的快速设计和制造。采用三维工艺技术能够提高产品开发效率，是三维数字化设计与制造一体化模式的重要环节。在三维工艺技术中，三维标注技术能够实现设计信息与工艺信息在产品三维模型上的标注，是实现三维工艺技术的核心技术。本论文针对工艺模型上三维标注技术展开研究，包括工艺模型上的工艺尺寸标注和工艺信息标注。具体内容如下：（1） 工艺尺寸标注技术研究：根据 TTRS 理论识别三维工艺模型中全部面
25、的特征并提取标注元素，定义了 3 种冗余标注元素消除规则，由标注元素构造了三维标注尺寸， 并运用图论知识实现了冗余标注尺寸的消除，完成了 UG 环境下的工艺尺寸构造，实现了工艺模型上的工艺尺寸标注；（2） 工艺信息标注技术研究：分析了工艺信息的表达要素及表达形式，采用工艺信息框格的方式进行标注，将工艺信息模块化表达，实现了基准、形位公差、表面粗糙度等工艺信息的标注；（3） 系统开发及验证：开发了基于 UG 软件的工艺模型三维标注系统，以固体火箭发动机顶盖体零件为例实现了上述技术，解决了工艺模型上的三维标注问题。关键词：工艺模型；三维标注；冗余消除；UG 二次开发- I -基于UG 的工艺模型三
26、维标注系统开发Development of Three-dimensional Annotation System for Process Model Based on UGAbstractThe ability of 2D engineering drawings to express information is limited. 3D modeling and 2D engineering drawing methods used in traditional 2D processes have the problem of non-convergence between design
27、information and process information, which seriously affects the rapid design and manufacture of products. The use of three-dimensional process technology can improve product development efficiency, and is an important part of the three-dimensional digital design and manufacturing integration model.
28、 In the three-dimensional process technology, Three-dimensional annotation technology enables design information and process information to be annotated on 3D model of product, and is the core technology for realizing 3D process technology. We focused on the three-dimensional annotation technology o
29、n the process model, including process size and process information annotation on process models. The details are as follows:(1) Research on process size annotation: According to the TTRS theory, the features of all surfaces in the 3D process model were identified and the annotation elements were ex
30、tracted. Three kinds of redundant annotation element elimination rules were defined. Three-dimensional annotation dimensions were constructed by annotation elements, and the redundancy dimension was eliminated by using graph theory knowledge. The process size configuration in the UG environment was
31、completed, and the process size on the process model was achieved.(2) Research on process information annotation: The expression elements and expressions of the process information were analyzed, and the process information grid was used to annotate the process information. The process information w
32、as expressed in a modular manner, and the process information such as the reference, shape tolerance, and surface roughness was annotated.(3) A three-dimension annotation system of process model based on UG software was developed. The solid rocket engine top cover part was used as an example to solv
33、e the problem of three-dimensional annotation on the process model.Key Words ： Process Model; Three-dimensional Annotation; Redundancy Elimination; Secondary Development of UG- II -目录- IV -摘要IAbstractII1 绪论11.1 论文的研究背景及意义11.2 工艺模型三维标注技术概述21.3 三维标注技术国内外发展现状41.3.1 三维标注相关标准现状41.3.2 三维标注软件发展现状61.3.3 三维标
34、注应用现状61.4 论文的主要工作及章节安排71.4.1 主要工作71.4.2 章节安排81.5 本章小结92 工艺模型三维标注系统总体方案设计102.1 需求分析102.1.1 三维标注系统功能性需求102.1.2 三维标注系统其它需求102.2 设计目标112.3 工艺模型三维标注系统整体框架结构122.4 工艺模型三维标注系统主功能模块设计132.4.1 参数化建模142.4.2 三维标注创建152.5 工艺模型三维标注系统的开发流程152.6 工艺模型三维标注系统的实现方法162.7 本章小结173 工艺尺寸与工艺信息三维标注技术183.1 确定标注平面183.1.1 标注平面183.
35、1.2 矩阵变换193.2 构造工艺模型完备标注尺寸集193.2.1 理论依据203.2.2 三维标注尺寸生成过程213.2.3 构建标注元素集213.2.4 构建标注尺寸集243.3 构造三维工艺信息符号273.3.1 工艺信息表达273.3.2 工艺信息符号构建283.4 本章小结294 工艺模型三维标注系统开发平台304.1 开发工具的选择304.2 UG/Open 二次开发工具314.3 UG 二次开发流程354.4 菜单定制374.5 系统界面开发384.6 本章小结395 工艺模型三维标注系统实现405.1 系统菜单设计及实现405.1.1 系统菜单结构405.1.2 菜单编程实现
36、405.2 系统界面设计及实现425.2.1 参数化设计界面425.2.2 工艺尺寸标注界面435.2.3 工艺符号标注界面455.2.4 工艺信息标注界面495.3 标注系统应用实例505.4 本章小结51结论52参 考 文 献531 绪论1.1 论文的研究背景及意义随着科学技术的不断进步，计算机辅助设计技术得到飞速发展，逐渐深入应用制造行业，对制造业产生了深远的影响。与此同时，三维建模与三维工艺技术不断发展与完善，逐渐取代二维工程图成为产品信息的表达的主流方法。在产品信息表达数字化的发展趋势中，MBD 技术应运而生，以此为基础的三维工艺技术成为学术界与制造业新的研究方向1。基于 MBD 的
37、三维工艺技术的基本思想是在三维设计模型的基础上直接创建三维工艺模型，该三维工艺模型包含产品生产制造过程中的所有工艺信息。在世界当前制造行业中，MBD 技术在产品设计制造过程中扮演着越来越重要的角色，产品整个生命周期的全三维表达日渐成为当代制造业领域发展的一个方向2。如何将这些复杂的信息合理、有序、完整的在模型上展现是是实现三维工艺技术的关键，同时也是工作中的一个重点和难点3。在目前主流的三维 CAD 软件中，这方面的功能相对缺乏或者不够完善，而恰恰这种功能又是产品信息数字化表达中不可或缺的关键。在经济全球化的时代背景下，UniGraphics（简称 UG）软件在得到制造企业的青睐与认可，使用比
38、较广泛，但 UG 软件对三维工艺模型进行尺寸及工艺信息标注存在以下几个方面的问题：其一，UG 软件自带的三维标注模块在进行标注时操作繁琐，注释分组显示、创建标注或修改已有注释不方便，只能使用不同的工具完成，这样会给三维标注过程带来诸多不便，设计人员标注困难且效率低下。其二，三维工艺模型中的构造回转面的定位尺寸难度较大，比如角度、半径、高度等尺寸，在 UG 标注工具模块中，创建这些尺寸的比较困难，如果采用先创建辅助标注面再创建定位尺寸的方法，就会浪费时间，效率不高。其三，很多我国国家规范化标注 UG 软件无法实现，标注格式不符合工艺人员阅读习惯，难以读图识图。其四，在进行标注时，UG 软件提示消
39、息表达不清不符合设计人员思维，根据现有UG 界面的提示消息实现不了预期的标注，有时甚至产生错误标注。其五，针对某一具体类型的零件（如轴类、盘类零件等），UG 不能提供快捷便利的标注工具，缺乏零件分类标注模块。针对以上问题，以UG 为平台开发出一个服务于企业特定零件产品的三维标注系统， 以达到在零件产品的三维模型上信息标注规范化、便捷化、高效率的目标是非常必要的。- 9 -基于UG 的工艺模型三维标注系统开发本论文的题目是基于 UG 的工艺模型三维标注系统开发，该标注系统开发完成后，可以利用系统实现设计信息和加工工艺信息在工艺模型上的标注，标注信息全面，包含工艺尺寸及公差、形位公差、表面粗糙度信
40、息，加工方法与刀具信息等，标注过程简单便捷， 解决了项目合作单位对固体火箭发动机顶盖体零件进行三维标注时存在的问题，为后续三维工艺提供了帮助。当然该标注系统并非尽善尽美，也存在不足之处，会在后续的研究中不断完善。1.2 工艺模型三维标注技术概述计算机辅助设计与制造一体化技术是现代制造行业域一直追求的目标，对制造业的不断进步与发展起到了重要作用。一个数字化零件产品完整模型包含产品从设计阶段开始、直到加工制造阶段全部信息，能否将零件产品的设计与制造信息高度集成于数字化模型上表达以及设计与制造过程智能化水平体现了现代制造企业的实力，提高核心竞争力以适应市场需求是企业的迫切需要4。计算机辅助设计与制造
41、一体化技术，需要把CAD 软件中设计人员创建的三维模型以及设计信息与工艺信息导入 CAPP 软件，进行加工工艺规划，编制工艺流程，同时能够在 CAD 软件与 CAPP 软件之间数据信息关联， 时时更新，实现数据相互转换与同步。三维计算机辅助设计软件的不断完善与广泛应用将制造业的发展水平提升到了一个新高度，特别是 3D 建模功能带来的影响尤其明显。零件的设计阶段，我们可以利用三维 CAD 软件将脑海中的空间实体直接呈现，能够方便、快捷、全面、直观地表达产品信息，降低了产品设计人员的劳动强度，若在设计过程中需要修改也非常方便，减少设计返工量。当前，一个零件从开始设计到加工完成需要经历两个阶段：第一
42、阶段为三维设计阶段，主要采用基于特征的建模方法在三维 CAD 软件中完成建模，但是该模型还不能直接作为加工的参考依据，因为三维模型仅仅描述了产品的空间几何结构，缺少加工方法与精度要求，因此需要进行第二阶段的工程图转化，将零件加工的工艺要求、精度要求等表现在工程图上，出图用于指导加工生产。这种“三维建模，二维工艺”的传统设计模式充分发挥了三维建模软件的优势，直观表达零件模型的空间立体几何形状，但在现代计算机辅助设计与制造一体化技术中尚有不足之处，因为在三维模型上没有能够指导加工生产的技术要求、工艺信息、检验信息，零件投产加工前还需要输出工程图，规划加工工艺指导加工生产。当由于设计原因或者加工原因
43、需要修改三维模型的结构或尺寸大小时，必须重新输出工程图，在这种情况下的三维到二维的转换容易出现偏差甚至是错误，导致尺寸数据缺失、冗余、冲突都是比较常见的现象，同时还需要重新规划加工工艺规程，多次修改工程图，大大增加了大连理工大学硕士学位论文设计人员和工艺人员的工作量，限制了产品设计数字化、智能化的发展。要实现产品的设计与制造三维统一，必须摆脱工程图的束缚，将产品加工过程所需的技术要求与工艺信息添加到三维模型上，实施三维工艺技术。为了解决在三维工艺模型上几何与非几何加工信息的标注、显示、管理等问题，把产品从设计到加工制造所有信息集成到三维工艺模型上5，将三维工艺模型作为零件从设计开始直到加工生产整个过程中的唯一依据，工艺模型上的三维标注技术研究因此诞生。采用三维标注方法后，仅仅使用三维工艺模型就可以全面地体现零件从设计开始直到加工完成的所有信息，改变了“三维建模，二维工艺”的传统设计模式，将三维模型的优势利用又提升到了一个新高度。美国最大的飞机制造商波音早在 1997 年就开始三维标注技术的研究，2003 年美国出版了三维标注相关的国家标准 ASME Y14.41-20036，2012 年美国又对该标准进行了更新。
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