第 1 章 绪论
1.1 本课题的研究背景
数字化制造技术在航空航天领域的研发、设计、生产、制造中正在被逐步的切实推行和不断改进完善。通过数字化制造技术，产品可以用数字化的模型来表现，模型的数据可以方便快捷的被各个阶段的相关部门所共享。从而使得在对产品进行设计的同时，可以进行 CAE 的分析计算、工装设计、工艺设计、可制造性分析以及进行数字化传递，这就为并行工程奠定了坚实的基础。数字化设计制造技术的发展彻底颠覆了之前传统的设计制造方法，包括标准、规范和技术体系等内容。在航空领域的数字化制造过程中，产品数模已经逐渐渗透并将最终取代工程图纸而成为主要的制造依据。在航空航天行业的工装设计中，伴随着 CAD 技术的普遍应用和推广，一项关键问题被逐渐显露出来，即整个应用环节中的标准化（规范化）问题。对于工装数模等的支持性标准、规范目前还不十分健全，所以直接影响到其在工装设计中的广泛实践，从而在一定程度上制约了行业的研发进程。从标准能够给企业带来高效和质量的角度来看，各航空企业对其给予了高度的重视。
根据资料显示，仅研究制造一新型号的民机就需要 7,000 ~ 10,000 条标准作为技术支撑，其中至少有 3,000 条为设计需要。截至现在，全球各著名航空企业（Airbus S.A.S. , Boeing ,etc.）在民用飞机的研制领域所需规范高达 34,000 项[5]。其中包括航空产品生产准备、制造、检验、交付使用的技术性规范——航空工艺标准，受其制约与支持的航空产品标准以及取决于航空工艺标准的可实现性的航空产品设计标准。所有这些均为飞机的整个研制阶段所需的不同数模建立提供了技术规范，对于保障产品数模一致统一以及各主要环节的协调起到十分重要的作用。在工装数据传递的一体化快速设计中，产品数模作为唯一的制造依据，其可靠性与准确性无论对于生产加工的效率还是质量都具有着举足轻重的影响。怎样确保工装数模的准确可靠因此成为一个关键问题。模具设计规范、建模规范等一系列标准性文件是保证工装设计的可靠的基础，因此还必须确保这些标准得以有效实施。
1.1.2 传统工装数模规范检查的问题
传统数模规范检查中存在的问题主要有以下几点：
1． 先进的制图方式和落后的审图方式不协调由于各航空研究所、企业已经主要采用计算机软件开展设计（CAD）及资料保存（PDM），而针对研制环节中各项制图等标准的检查和执行却依旧停留在以纸介质为基础传递方式的工作环境，这就导致了设计与审查环节无法协调一致。先进的 CAD 技术使得研发人员可以在单位时间内完成较以往更多数量的设计图，并且常常容易大量集中在一起进行提交审校。而与此同时，质量以及标准化方面的人员却无法依靠于计算机方便快捷的特点开展工作。目前来讲，很多企业的审图环节要求将图纸全部打印出来，再进行标准化会签，这是一种相当传统的方式。如果继续沿用这种方法，会发现其在新的设计业务流程里面对于项目时间的占用比例将出现急剧上升 趋势。因此落后的审图模式对新的设计系统是一种严重的、无可奈何的拖累，必须想办法利用计算机（软件程序）快速的特点参与审图。
2． 传统的审图内容面临继承和拓展在传统的纸介质手工作业的模式下的检查项目必须要得到继承，这些内容主要是传统的针对纸面制图要求的国标画法检查、文字检查、视图检查、尺寸格式检查、图框及标题栏检查等等。但是，企业往往缺乏有效的计算机辅助手段来对模型及图纸进行检查，这包括以下几个方面的困难：对于一些通查项目，在图纸数量众多的情况下难于实施批量检查：现有的方式是一张一张图纸，或者一个一个文件地逐个审查，无法利用计算机快速批量的特点开展作业。很多检查项目难以单独依靠人的眼睛或工程经验来识别：比如相似线条被密集地复制于一个狭小的区间；两张空间曲面，形状上极为接近，但是数学函数上差别很大等等。
第 2 章 数模规范自动校验技术开发环境
2.1 开发环境
CATIA V5 版本是由法国达索(Dassault System)公司和 IBM(International BusinessMachines Corporation)公司共同打造的一款 CAD/CAE/CAM 一体化软件。该软件在目前同行业其他软件中实际应用兼容性最好，最具影响力，可以在各操作系统（如 Windows2000\Xp、Windows 7 以及 Unix）下正确运行。目前来讲, 在汽车制造、航天航空等领域，CATIAV5 在众多 CAD 软件中处于领跑地位, 它拥有 140 余个覆盖面广、功能完善的模块。CATIAV5 以其操作简便、易于上手的优势在行业领域得到飞速普及和深入发展。在这一进程中，随着使用者对于软件的深入了解和所需面对问题的积累，对这一软件也提出了更多的进一步的要求，包括功能、性能上的提高，自定义服务等。因此，达索公司开放了 CATIAV5 的部分接口,为用户进行二次开发整合了一个优良的平台。
CATIA V5 从一开始研发的时候所采用的基本思想就是 OO(Object Oriented,面向对象)，这就使得它的主要软件架构是在组件的基础上实现的，这一系统可以充分发挥组件技术灵活的特点，可在很大程度上处理以往软件管理维护等方面带来的问题。
第3章 CAA 开发原理研究 .....................27-39
3.1 Geometric Modeler 几何图形模块..................... 27-32
3.2 Mechanical Modeler 机械模块..................... 32-36
3.3 Product Structure and Assembly Design ..................... 36-37
3.4 本章小结 .....................37-39
第4章 数模规范自动校验系统总体设计..................... 39-48
4.1 软件需求分析 .....................39-42
4.1.1 检测内容需求..................... 39-42
4.1.2 软件性能需求 .....................42
4.2 软件功能分析.....................42-43
4.3 系统设计原则 .....................-45
4.5 软件模块结构..................... 45-47
4.6 本章小结..................... 47-48
第5章 数模规范自动校验技术软件实现..................... 48-63
5.1 软件实现关键技术研究..................... 48-56
5.1.1 人机交互界面的开发..................... 48-52
5.1.2 检查规范与知识工程 .....................52-54
5.1.3 后台检测技术..................... 54-56
5.2 存储路径及文件名检查..................... 56-58
5.3 装配件数模属性检查..................... 58-60
5.4 零部件号及标准件检查 .....................60
5.5 几何特征检查 .....................60-62
5.6 其他内容检查..................... 62
5.7 本章小结 .....................62-63
结论
本文通过 CAA 对 CATIA 二次开发，以 Microsoft Visual Studio .NET 2003 为主要平台，利用计算机高效、准确的优势，实现了针对液压成型模具数模规范的自动校验技术，降低传统模式下检验人员对数模进行检验时出现错误的概率。全文的主要工作及得到的主要结论总结如下：本文以 CATIA V5 软件为基础，通过对 CAA 二次开发技术和数模规范自动校验技术的深入研究，所取得的主要成果如下：
1．通过研究数模规范、传统数模规范检查的手段以及了解国内外关于数模规范检查的相关技术，同时结合国内在该领域的具体现状，提出了以二次开发为手段，在 CATIAV5 软件的基础上对液压成形模具数模规范进行自动校验的系统。
2．通过对 CATIA 开发环境的了解和各种二次开发方式优势与弊端的分析，确定了本课题采用 CAA 技术来实现预定功能。
3．针对 CAA 技术进行了深入研究，从几何图形模块、机械模块、产品结构和装配模块几个方面入手，了解了 CAA 的开发原理，为实现本软件系统奠定理论基础。
4．对系统进行总体设计，根据调研得到的相关内容，制定了软件需求分析、功能分析，并在此基础上规划了软件的相应模块结构和设计基本流程。
5．经过进一步程序编写，形成了自动校验软件，并且通过实例验证实现了预期功能要求。
参考文献
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