三维CAD模型检索驱动的快速数控编程方法

为了实现对已有零件数控(Numerical control,NC)工艺设计成果的有效重用,提高NC加工工艺编制效率,提出一种三维CAD模型检索驱动的快速NC编程方法。通过建立一种以制造特征为核心的工艺信息模型,实现对已有零件NC工艺设计成果的有效表征;引入基于内容的三维CAD模型检索方法,从工艺信息模型库中检索出具有相似制造语义的制造特征,实现零件特征级制造语义层面的相似性评价;根据特征的相似度值选择不同的工艺重用方法,实现基于三维CAD模型检索的快速NC编程。将三维CAD模型检索驱动的快速NC编程方法在原型系统中对数百个零件进行验证和应用。试验结果表明,该方法能够有效地实现对已有零件NC工艺设计成果的有效重用,可以提高NC加工工艺编制效率,满足企业的实际应用需求。     

基于同步建模的工艺设计

为了解决零件制造过程中二维工序图与三维设计模型不相关的问题,提出了基于三维模型的工艺设计方法。首先提取三维设计模型的设计特征,将其与加工方法相关联,并映射为加工特征,再根据工艺知识对加工特征合并、聚类和排序,生成工艺过程路线,然后以该工艺路线的逆过程为导向,采用同步建模技术依次构建工序模型,通过加工余量和加工特征与工序模型相关联,直至生成毛坯模型。以电机轴零件为例,快速、准确地建立三维工序模型,实现了三维工艺建模的自动化。     

基于模型的工艺及其在零件加工工艺设计中的应用

针对当前基于模型的定义技术在工艺设计中的应用现状,提出了基于模型的工艺的概念,并以工序模型为基本单位,通过加工特征对工序模型信息进行组织,建立了基于模型的零件工艺管理体系。以工序模型为载体,建立了基于模型定义的零件工艺信息模型。提出一种三维加工方法标注符号,并对三维加工方法标注符号的组成进行了分析。开发了三维工艺信息标注模块,并以某零件三维标注为例,验证了所提方法的有效性。     

基于STEP-NC的CAD/CAPP/CAM/NC集成系统研究

介绍以ISO14649中STEP-NC为基础的集产品设计、工艺设计、加工制造为一体的新CAD/CAPP/CAM/NC体系结构,研究联结产品设计和STEP-NC加工制造的工艺设计步骤,着重分析设计特征和制造特征的转换、制造特征分解、零件工艺信息模型及制造特征排序的机制。在Pro/E设计特征系统的支持下先进行CAD设计,然后通过Pro/TOOLK IT提取制造特征,建立零件工艺信息模型,再根据特征组工艺库、知识库和制造资源库对工艺方案进行整理,最后生成STEP-NC文件。     

特征设计与工艺规划集成技术研究

针对CAD/CAPP数据与功能集成的需要,提出了基于特征设计与映射的特征工艺规划方案.通过调用特征库中标准的特征或用户定义特征(UDF)的实例完成零件模型设计.通过建立映射规则将设计特征模型重构为加工特征模型.通过建立工艺知识的决策规则与工艺知识库,将加工特征与加工方法、制造资源关联,实现基于特征的工序、工步的自动生成.特征工艺树通过与典型工艺模板的匹配构造工艺规划树,实现零件工艺路线的自动生成.通过人工交互编辑工序、工步及工艺路线、可输出完整的工艺文件.     

基于工艺特征的CAD建模方法研究与应用

在总结CAD建模方法的基础上,提出一种基于工艺特征的建模方法。通过引AT艺特征的概念,结合特征建模技术与零件工艺信息的特点建立工艺特征信息模型,并采用Pro／Toolkit二次开发模块创建三维零件模型的工艺信息库,实现了在零件实体模型中来获取与模型特征相对应的零件工艺信息。最后以曲轴为对象进行应用验证,证明了该方法的可行性和实用性。     

基于模型定义的工艺信息建模及应用

为实现基于模型定义技术在工艺设计中的应用,考虑零件制造的中间状态,以工序MBD模型为基本单位,通过加工特征将几何信息与工艺信息相结合,建立了面向工艺的MBD模型。然后以工序模型为载体,建立MBD的零件工艺信息模型。采用多视图方法,分别将三维标注信息按照专业类型和工艺规划过程进行划分和管理,并将工序模型进一步划分为实体层、扩展层和应用层。以一个工艺信息实例说明了基于模型定义的工艺信息建模在三维工艺规划系统中的应用。     

基于特征的回转类零件CAD/CAPP集成系统信息描述

提出了一种基于特征的回转类零件CAD／GAPP集成系统的零件信息描述方法。系统以AutoCAD2000为开发平台，针对回转类零件的结构及加工特点，研究了通过分层信息描述，建立基于设计／制造特征的零件信息模型的方法，实现了回转类零件CAD／CAPP系统的信息集成。     

面向STEP-NC的特征CAD/CAPP系统

将特征建模技术与STEP及STEP-NC标准相结合,为实现CAD/CAPP/CAM及CNC的集成,探索了一条有效的途径。建立基于STEP AP224的特征模型,它包含工艺设计所需要的产品管理、材料、精度等信息。另外,将特征与加工方法链相对应,并建立相应的数据库,同时讨论了工步排序的若干规则。在Pro/ENGINEER软件平台上,实现了CAD/CAPP/CAM高层次的集成。以三轴数控加工的棱柱体零件为例,阐述了工步的产生以及排序,最终生成符合STEP-NC标准的加工文件。     

基于特征设计的回转体零件CAD/CAPP集成系统的研究与开发

介绍了所开发的一种基于特征设计的回转体零件 CAD/ CAPP集成系统。系统采用基于特征设计的零件信息模型 ,实现零件的信息共享 ,使 CAPP决策过程可直接应用 CAD输出的信息。在此基础上 ,通过建立基于数据库的工艺决策模型 ,实现了工艺过程的生成和输出     

智能IE-CAM软件中孔模型的研究

文章提出了基于特征设计的孔模型和一种新的网状数据模型,要以智能化地生成孔的各道工序的加工路径,并且实现了从孔的几何模型信息到加工工艺信息的一体化管理,还介绍了基于Ｈｅｌｉｘ三维实体造型功能的孔模型的生成方法以及特征识别的实现。     

基于PDM的工艺分工规划系统

为了在企业广泛应用PDM系统条件下,快速构建工艺分工规划系统,提出了一种基于PDM系统的工艺分工规划设计与管理解决办法。在引入物理制造单元、逻辑制造单元、逻辑加工路线和可执行加工路线等概念基础上,介绍了系统的总体框架和工作流程,分析了产品零组件信息模型建立、系统数据组织和基于知识的逻辑加工路线设计等关键技术。通过依据论文提出方法实现的应用系统的介绍,说明通过该方法可以有效解决通过集成方式的工艺分工规划解决办法所引起的数据冗余、一致性差、信息共享度低、效率低下等问题。     

面向加工特征的工件制造过程能耗预测方法

在工件的制造过程中,具有多个特征的工件在加工时,其加工特征的能耗属性不同,为了研究在工件不同的加工特征对能耗的影响,创建了面向加工特征的工件制造过程能耗预测模型。首先,将工件看成单个加工特征的集合体,其次对工件特征切削功率的分析,创建有关切削功率的能耗数学模型;然后采用GM(1,1)模型完成工件加工时其切削功率的灰色建模,实现整个工件能耗的预测过程,最后通过对冲床顶支座的加工过程为例,说明了该模型的准确性。     

基于自适应蚁群算法的工艺路线优化

针对计算机辅助工艺设计中最优方案选择,提出一种以制造资源更换率最低为目标的自适应蚁群优化方法(Adaptive ant colony algorithm,AACA)。通过分析零件特征,根据精度要求对制造特征进行分解,提出加工元概念。加工元被定义为特定的制造特征、加工阶段、加工方法、制造资源、装夹位置的集合,工艺路线的确定被转换为对加工元的优化顺序安排问题。以制造特征之间的几何位置约束,各加工阶段的先后顺序约束为基本元素,构造加工元优选约束矩阵,给出基于优选约束矩阵的加工元优选原则。在加工元优先顺序约束和可用制造资源的共同约束下,将缩短加工周期、提高加工质量和降低加工成本的综合目标表达为制造资源更换率最低,进行优化目标函数的数学建模。指出加工元优化排序可类比旅行商问题,并选择AACA进行优化求解。实例分析表明提出的方法可以可靠和有效地得到符合生产实际的工艺路线。     

从三维模型到自动编程加工仿真的实现

通过一个加工实例介绍了从三维模型到自动编程、加工仿真的实现.首先在Pro/E中对所要加工的零件进行参数化三维设计,然后将三维实体导入Mastercam,并进行各种加工设置,最后实现自动编程和加工仿真.     

Automatic generation of in-process models based on feature working step and feature cutter volume

A 3D in-process model shows the intermediate shape of workpiece intuitively in different machining stages. Automatic generation of in-process models is one of the most important key technologies in 3D computer aided process planning (CAPP) system, which shortens modeling time and improves the accuracy of model expression. This paper describes implementation of an automatic generation of in-process models based on feature working steps (FWSs) and feature cutter volumes (FCVs). The principle is proposed to demonstrate the relationship between machining process information and in-process models. The expression and analysis of process route based on FWS is completed. And then two kinds of FCV constructions and instantiations are studied. One is parameterization for stable feature and the other is layering and reverse reconstruction for semi-stable feature. Two examples are presented to illustrate the approach.     

基于图像深度学习的零件加工特征信息提取方法

针对各类基于模型定义(MBD)的零件模型加工特征的信息集成问题,提出一种多层次提取架构的加工特征全息信息提取方法.通过对零件的结构特点进行分析,以具有制造语义且无法拆分的最简化特征实现加工特征的分类;在阐述提取策略的基础上,构建了基于深度学习图像识别技术的加工特征分类器;依据MBD模型信息标注的特点快速定位、抽取加工特...     

基于设计特征的特征转换技术研究

分析特征和特征转换技术,并建立一个基于产品设计特征模型的特征转换系统,实现产品特征模型由设计域到加工域的转变.同时,对实现系统通用性的关键技术--设计特征信息的获取进行了研究.     

钛合金加工工艺技术研究

钛合金材料是目前较难加工的材料之一,因其热传导系数小、比热低、化学性能活泼等特点,给机械加工带来一定的难度。本文通过某产品钛合金摇臂的工艺性及工艺难点分析,并通过工装、刀具、冷却液、切削参数等方面分析和选择,总结出钛合金加工的普遍原则。     

基于尺寸关联和偏最小二乘回归的多工序质量分析与预测

针对数字制造下多工序机械加工过程的质量控制问题,根据零件加工特征和基准,构建了基于尺寸链的工序关联矩阵,应用特征描述法存储零件工艺信息.在此基础上提出一种依据加工特征和基准的工序关联检索算法,用于提取关联工序.建立基于偏最小二乘回归方法的多工序质量分析与预测模型,通过偏最小二乘回归方法,提取对工序质量影响强的成分,以解决工艺过程中存在的自变量之间的多重相关问量题,提高了多工序质量分析与预测的精度,该模型已应用于轴套零件加工过程中多工序质量的分析与预测.