智能制造環(huán)境下的測(cè)量指導(dǎo)

郝學(xué)智，張愛(ài)梅

（鄭州大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，鄭州 450001）

智能制造環(huán)境下的測(cè)量指導(dǎo)

郝學(xué)智，張愛(ài)梅

（鄭州大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，鄭州 450001）

論述了在智能制造環(huán)境下，自動(dòng)提取圖形文件中標(biāo)注信息，通過(guò)標(biāo)注提取的理論分析、方法介紹及實(shí)現(xiàn)步驟三方面的詳細(xì)論述，并以研究Visual Basic語(yǔ)言對(duì)AutoCAD的二次開(kāi)發(fā)為例，將該技術(shù)給予實(shí)現(xiàn)，并將標(biāo)注信息匯總，減少人為因素在讀取圖形文件標(biāo)注信息過(guò)程中的誤差，對(duì)測(cè)量方案制定以及流程卡的制作具有顯著的指導(dǎo)意義。

智能制造；圖形文件；標(biāo)注信息；測(cè)量指導(dǎo)，自動(dòng)提取

0 引言

智能制造源于人工智能的研究。一般認(rèn)為智能是知識(shí)和智力的總和，前者是智能的基礎(chǔ)，后者是指獲取和運(yùn)用知識(shí)求解的能力。在自動(dòng)化快速發(fā)展的今天，社會(huì)對(duì)制造業(yè)效率以及質(zhì)量提出了更大的挑戰(zhàn)。而像AutoCAD、SolidWorks、CATIA等計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)軟件，它們?cè)诠I(yè)應(yīng)用中十分廣泛，擁有降低勞動(dòng)強(qiáng)度、操作界面友好、圖形編輯和輸出功能強(qiáng)大、繪圖速度和精度高、設(shè)計(jì)工作高效和設(shè)計(jì)成果可以重復(fù)利用等優(yōu)點(diǎn)，在設(shè)計(jì)制造方面發(fā)揮著舉足輕重的作用，但仍然存在不足，它是一種通用軟件，不具備專(zhuān)業(yè)性，例如它對(duì)公差標(biāo)、尺寸標(biāo)注、粗糙度標(biāo)注等各種標(biāo)注沒(méi)有自動(dòng)提取功能。在工序卡和工藝流程卡制作過(guò)程中，就必須從圖紙上的大量信息中篩選并提取有用信息，進(jìn)而制作規(guī)范的工序和工藝流程。但耗費(fèi)大量人工提取信息的過(guò)程效率較低易差生誤差，這就導(dǎo)致供需卡和工藝流程卡制作緩慢，降低了整個(gè)零件的設(shè)計(jì)及制造效率，如果將大量的配合尺寸和公差的標(biāo)注自動(dòng)提取，并分類(lèi)匯總之Excel表格中，不僅可以提高工藝流程卡和工序卡的制作效率，還能有效的、有目的的分配制造流程中的測(cè)量工具，進(jìn)而提高生產(chǎn)效率。

本文以AutoCAD為例，論述了直接從AutoCAD的圖形文件中提取尺寸、公差、粗糙度、引線的標(biāo)注信息，并將其分類(lèi)匯總之Excel表格中，并通過(guò)VisualBasic給予實(shí)現(xiàn)。經(jīng)試驗(yàn)運(yùn)行及企業(yè)驗(yàn)證，準(zhǔn)確高效，且對(duì)制造流程的指導(dǎo)意義非凡。

1 標(biāo)注提取的理論與實(shí)現(xiàn)

下面以AutoCAD為例，經(jīng)過(guò)形位公差、尺寸公差、粗糙度以及引線公差的標(biāo)注的原理進(jìn)行詳細(xì)分析，并講述其詳細(xì)的實(shí)現(xiàn)過(guò)程及核心思想。

1.1 形位公差標(biāo)注的提取

形位公差標(biāo)注實(shí)例圖如圖1所示。

圖1 形位公差標(biāo)注實(shí)例示意圖

形位公差標(biāo)注是一個(gè)很特殊的集合，與一般的圖形元素不同，它是一種匿名塊，在匿名塊中多行文字表現(xiàn)方式為層疊形式，這樣在提取文字內(nèi)容時(shí)就不會(huì)丟失公差。形位公差由公差類(lèi)型、公差值、基準(zhǔn)和材料組成，這些元素都放置在一個(gè)特征控制框中，用AutoCAD的“爆炸”命令無(wú)法將這個(gè)匿名塊炸開(kāi)。但他在模型空間的對(duì)象名稱(chēng)為AcDbFcf，是獨(dú)一無(wú)二的。所以可以通過(guò)匿名塊的名稱(chēng)選中它，并通過(guò)它提取其形位公差標(biāo)注部分。通過(guò)讀取形位公差的TextString屬性，獲取形位公差的“文字替代”內(nèi)容，如圖1的所示的形位公差的標(biāo)注文的TextString的值為{Fgdt;j}%%v{Fgdt;n}0.1{Fgdt;m}%%v%%vA%%vB%%v，并經(jīng)過(guò)相應(yīng)的文字替代，將有用信息正確無(wú)誤的輸出到指定文件中。文字替代如表1所示。

表1 形位公差的文字替代

圖1經(jīng)過(guò)文字替代，最終輸出結(jié)果為：“位置度，Φ0.1，最大時(shí)要求，基準(zhǔn)：A，基準(zhǔn)： B”。

通過(guò)提取形位公差，并經(jīng)過(guò)文字替代，所得結(jié)果輸出格式即如上實(shí)例所示。

1.2 尺寸及其公差標(biāo)注的提取

AutoCAD中尺寸標(biāo)注的形式多種多樣，但是他們確實(shí)有一個(gè)共同的特點(diǎn)，即所有的尺寸標(biāo)注都是一個(gè)圖塊對(duì)象，該圖塊名字都以“*D”兩個(gè)字符開(kāi)頭，所以遍歷所有的塊對(duì)象，選取以“*D”名稱(chēng)開(kāi)頭的匿名塊。得到標(biāo)注對(duì)象的匿名塊后，就可以遍歷塊中的對(duì)象，找到其中的TextString對(duì)象，獲取其內(nèi)容就是尺寸標(biāo)注的多行文字對(duì)象，并輸出即可獲得尺寸標(biāo)注及公差。

通過(guò)程序自動(dòng)獲取尺寸及公差標(biāo)注，尺寸標(biāo)注及公差標(biāo)注如圖2所示的實(shí)例其TextString對(duì)象為37.43±0.05，經(jīng)過(guò)文字替代，輸出最終結(jié)果為“對(duì)稱(chēng)公差：37.43±0.05”。

圖2 尺寸及公差標(biāo)注

1.3 粗糙度標(biāo)注及引線標(biāo)注的提取

在AutoCAD中，粗糙度文字標(biāo)注內(nèi)容以及引線標(biāo)注（包含螺紋標(biāo)注）的文字內(nèi)容就是一個(gè)多行文字對(duì)象所組成的塊。可以通過(guò)遍歷AutoCAD模型空間的塊，將圖元的類(lèi)型名為AcadMText的屬性讀取，并將其文本信息TextString的內(nèi)容輸出，即可的得到粗糙度標(biāo)注或引線標(biāo)注的文字內(nèi)容。如圖3所示的為表面粗糙度的標(biāo)注：

圖3 表面粗糙度標(biāo)注示例

獲取粗糙度和引線標(biāo)注的提取，圖3的表面粗糙度標(biāo)注所讀取的TextString內(nèi)容為Ra6.3，經(jīng)過(guò)程序處理，最終的輸出內(nèi)容為“表面粗糙度 Ra6.3 ”。

1.4 標(biāo)注提取流程圖

標(biāo)注提取流程如圖4所示。

圖4 標(biāo)注提取流程圖

1.5 標(biāo)注提取的核心

標(biāo)注的提取的核心思想是選擇集的構(gòu)建。選擇集即對(duì)同一類(lèi)的集合進(jìn)行選擇操作。選擇集在構(gòu)建過(guò)程中，按照標(biāo)注的類(lèi)型不同，根據(jù)其特有的屬性，設(shè)置不同的變量類(lèi)型，并根據(jù)相應(yīng)的篩選過(guò)濾條件，對(duì)不同類(lèi)型的標(biāo)注進(jìn)行分類(lèi)辨別，提取標(biāo)注的屬性?xún)?nèi)容，進(jìn)而對(duì)屬性中的文字對(duì)象集中提取，并進(jìn)行“文字替代”等操作后，將其輸出到指定文件中。

2 實(shí)例分析

圖5所示為標(biāo)注示例，旨在包含在制圖過(guò)程中的多種多樣的標(biāo)注類(lèi)型。以圖5來(lái)驗(yàn)證程序，圖6為程序運(yùn)行結(jié)果。

圖5 標(biāo)注示例

3 結(jié)束語(yǔ)

程序的運(yùn)行結(jié)果表明，該程序?qū)崿F(xiàn)了對(duì)圖形文件標(biāo)注中的：尺寸及其公差的標(biāo)注、形位公差標(biāo)注、粗糙度標(biāo)注及引線標(biāo)注信息準(zhǔn)確有效的自動(dòng)提取，并通過(guò)程序與Excel有機(jī)結(jié)合，將提取結(jié)果合理有序、分類(lèi)統(tǒng)計(jì)到Excel表格中。在智能制造過(guò)程中，該技術(shù)不僅能減少人機(jī)交互過(guò)程中可能造成的差錯(cuò)，還可以指導(dǎo)在零件制造過(guò)程中檢測(cè)流程。將公差和配合尺寸歸類(lèi)集中，在制造過(guò)程中，可根據(jù)各個(gè)工藝需要達(dá)到的精度要求，提前合理的分配檢測(cè)工具，提高制造效率，保證制造精度，降低廢品率，達(dá)到未雨綢繆的效果。此技術(shù)在工藝卡制定、對(duì)測(cè)量流程的規(guī)范、零件檢測(cè)和測(cè)量工具的分配具有重大指導(dǎo)意義。

圖6 程序運(yùn)行結(jié)果

[1] 張晉西.VisualBasic與AutoCAD二次開(kāi)發(fā)[M].1版.北京:清華大學(xué)出版社,2002.95-232.

[2] 張帆.AutoCADVBA二次開(kāi)發(fā)教程[M].1版.北京:清華大學(xué)出版社,2006.37-145.

[3] 李卓然.VB語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)[M].北京:電子工業(yè)出版社,2003.10-208.

[4] 張旭江.基于VB語(yǔ)言標(biāo)注與提取CAD中多線段坐標(biāo)的方法[J].礦山測(cè)量,2013(4):27-28.

[5] 黃麗軍.AutoCAD圖形尺寸標(biāo)注特征的自動(dòng)識(shí)別[J].職業(yè)技術(shù),2011.7.18:100-101.

[6] 余金偉,廖友軍.基于AutoCAD的尺寸公差自動(dòng)識(shí)別和轉(zhuǎn)換方法[J].信息技術(shù),2008,37(5):145-147.

[7] [美]Ken Getz,Mike Gilbert.VBA Developers’Handbook[M].北京:電子工業(yè)出版社,1997.

Measurement guidance in intelligent manufacturing environment

HAO Xue-zhi, ZHANG Ai-mei

TP317.4

：A

1009-0134(2017)06-0086-03

2017-03-06

郝學(xué)智（1990 -），男，河南人，碩士研究生，研究方向?yàn)閳D形圖像處理。