基于NURBS方法的加工特征几何演变识别

针对机械加工的工艺知识挖掘困难问题,提出将从加工工艺中识别加工特征的几何演变过程作为加工工艺知识挖掘基础的理论。提出虚拟加工基准概念,构建工序模型的属性邻接图。通过模型表面的基准属性识别工序模型演变过程中的对应面序列;通过比较对应面的变化得到相邻工序的新增面、消亡面和保留面集合;通过比较保留面的NURBS参数表达式变化,识别被破坏面、形状变化面和形状不变面。提出加工特征几何演变识别算法,通过工序模型各个面的变化类型识别加工特征的几何演变过程。以典型零件工序模型实例验证了加工特征几何演变过程识别方法的有效性。     

基于局部特征的模具数控加工推荐系统

为了实现对已有数控工艺设计成果的有效重用,提出了一种基于局部特征匹配的数控工艺推荐系统模型,该模型利用局部特征级的三维极半径矩结合几何尺寸等其他几何语义信息建立加工几何特征,并对典型局部特征对应的数控工艺信息进行有效组织与表达,构建数控工艺案例库。设计了一种基于综合加权的加工几何特征的相似性度量方法,以此实现局部特征的检索与加工特征的准确匹配,并根据匹配程度定义数控工艺实例复用方法,结合用户加工需求,最终产生合适的数控工艺推荐方案。     

基于非精确图匹配的三维CAD模型局部检索

本文提出一种基于非精确图匹配的三维CAD模型局部匹配方法。该方法首先将三维模型转化为属性邻接图表示;然后计算目标模型与被检索模型的属性邻接图之间顶点相容程度矩阵与边相容程度矩阵,并由此建立顶点匹配矩阵的目标优化函数;最后运用平均场理论求解匹配优化问题。在匹配过程中,充分利用属性邻接图的顶点与边属性信息动态裁剪搜索空间,实现快速的匹配。实验结果表明,该方法能够检索到不同相似程度的三维CAD模型,并且检索效率满足实际要求。     

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.     

基于体分解的MBD工序模型快速生成方法

为了实现基于模型定义的工序模型的快速生成,提出一种基于体分解的最大加工特征识别及工艺路线生成方法。将零件加工特征分为简单特征、复杂特征、简单相交特征和复杂相交特征。首先从加工方向上对切削体进行分层简化;然后检索复杂相交特征的凹边,生成分割面并按照分割顺序将其分解为简单特征和复杂特征;再根据组合规则合并所有特征、得到最大加工特征;最后根据各特征的位置关系及类型制定工艺路线,以生成基于模型定义的工序模型。通过实例验证,结果表明:所提方法能够有效减少分割次数和单元体数量,提高相交特征的识别效率,实现基于模型定义的工序模型的快速生成。     

工序模型驱动的工艺设计方法

通过分析目前三维环境下工艺设计存在的问题,在工艺设计过程中引入工序模型的概念,并提出了工序模型驱动的工艺设计方法.该方法从零件设计模型到毛坯模型逆向生成零件的加工工序,每规划一道工序,生成一个工序模型,然后基于该工序模型进行下一道工序的规划.在工序模型驱动的工艺设计过程中,加工特征识别、加工元生成以及加工元聚类是影响工艺自动规划的关键,为此,对基于工序模型的混合加工特征识别、基于知识的加工元生成以及基于模糊C-均值的加工元聚类进行了深入的研究.以某型号飞机双面大框零件为例,讨论了所提方法的应用过程,为三维环境下的工艺设计提供了一种新思路.     

基于特征的制造工艺资源建模与检索方法研究

为表达制造工艺资源特征层次结构、分类结构及资源对象关系,采用面向对象与特征建模技术构建了制造工艺资源特征模型,用特征映射技术描述零件结构特征与加工特征、加工特征与加工方法特征、加工方法与制造工艺资源特征的映射关系和模糊决策方法。研究了用工序特征描述工艺设计过程所对应的资源特征的集,并以形式化表示,提出了从制造工艺资源数据库中检索工序资源特征,以特征参数的相似性计算来检索与工序匹配的资源特征的检索算法。最后,将该方法应用于工艺设计中制造工艺资源特征与工序特征的匹配。     

基于STEP的特征识别技术及其实现

针对不同CAD模型的特征识别,论述了基于STEP的特征识别技术及其实现过程:在传统属性邻接图方法的基础上,引入面向对象方法以提高特征识别系统的代码重用性;解析生成的STEP模型拓扑几何结构树后,按照STEP拓扑结构,分层识别了STEP面和边环的类型及几何参数;通过基于子图匹配和基面分解的属性邻接图分解方法来识别特征。     

基于典型工序MBD模型的工艺路线决策研究

为了提高三维数字化制造工艺设计智能化水平,简化工艺路线决策过程,提出一种基于典型工序MBD模型的工艺路线决策方法.在制造特征分类的基础上构建了典型工序MBD模型,该模型融合了工艺决策规则、加工方法、机床和工装等工艺信息.通过加工特征与典型工序MBD模型匹配,减少了工艺决策步骤.为保证工序安排的合理性,定义加工元为最小信息实体,通过加工元的合并、排序,得到最优工艺路线.以飞机双面大框结构件的三维数字化工艺设计实例验证了所提方法的有效性.     

基于边环属性邻接图方法的STEP模型特征识别

针对基于图的特征识别方法中,子图搜索算法时间复杂度高且难以识别相交特征的问题,提出了一种基于边环属性邻接图的特征识别方法。该方法可为多环相交特征建立分离的子图,从而可有效分解零件的属性邻接图,且其子图建立算法时间复杂度仅与特征子图复杂度相关。使用该方法实现了STEP模型的特征识别:解析STEP模型,进行多环判定和混合环判定,建立基面链表;为基面的每个边环建立边环属性邻接图实现属性邻接图分解;将每个边环属性邻接图转换为属性邻接图,通过子图匹配识别特征,并根据特征与基面的相对位置判定相交特征凸凹性。验证结果证明了该方法的有效性。     

Principal Face-based Recognition Approach for Machining Features of Aircraft Integral Panels

Feature recognition aims at extracting manufacturing features with geometrical information from solid model and is considered to be an efficient way of changing the interactive NC machining programming mode.Existing recognition methods have some disadvantages in practical applications.They can essentially handle prismatic components with regular shapes and are difficult to recognize the intersecting features and curved surfaces.Besides,the robustness of them is not strong enough.A new feature recognition ap...     

基于广义特征的创新设计模型及方法的研究

传统的以几休信息为中心的基于特征的设计并不适于概念产品的创新，而且没有强调顾客对于产品设计的影响。为此，提出了广义特征的概念，分析了基于广义特征的设计中的关键技术，提出了一个基于广义特征的产品创新设计模型，并对其中的人机分析指导下的创新设计进行了详细介绍。     

CAPP系统中三维制造特征提取关键技术的研究

特征提取技术对继承已有的设计资源以及实现设计与制造的集成具有重要的意义。为了将CAD系统中的设计特征转化为CAPP系统中制造特征,提出了伪制造特征的概念,并对其进行了定义。在此基础上介绍了如何从CAD系统中提取伪制造特征以及如何将伪制造特征映射为工艺设计中的制造特征,为后续工艺自动规划做准备。     

数控加工中的工艺规程主干生成方法

针对数控加工中的工艺决策问题，提出了一种新的工艺规程主干徨成的实用方法。这种方法将工艺决策任务分解为特征加工链生成和工步拓 ２个相对独立的子任务。每一个子任务只解决一个主要问题而与其它因素无关，并分别采取了不同的子任务求解策略。     

数控加工切削参数优化研究

提出一种基于基因算法的切削参数优化方法——变搜索域遗传算法。与通常的优化算法相比，该方法计算量小，计算速度快，能适应自动化制造系统对优化切削数据快速响应的要求。在切削参数优化研究的基础上，针对成都飞机制造公司数控加工中心的实际情况，开发了数控加工切削参数管理和优化系统。该系统的完成和使用把工艺人员从大量的手工重复劳动中解放出来，并实现切削参数选取的科学化、合理化、规范化，为企业创造了良好的经济效益。     

基于Pro/E的CAM技术研究

阐述了计算机辅助编程的步骤和Pro/E数控加工的基本流程,在Pro/E5.0环境下,实现了齿轮数控加工的全过程,并生成加工齿轮的NC代码。     

模具中的规则窄深特征自动识别

模具中通常含有一些细长窄深区域需要进行特种加工。为自动确定这些区域,提出了一种将基于痕迹和体分解特征识别方法相结合的规则窄深特征自动识别方法。首先定义了规则窄深特征,利用规则窄深特征的特性,提取特征痕迹;再从痕迹出发生成特征的初步扩展体,通过几何推理,逐步切割特征扩展体,得到对应痕迹的特征,并通过启发式方法进行特征组合;最后,通过实例验证了规则窄深特征自动识别方法。将自动特征识别技术应用于模具非机加工领域,可为窄深特征特种加工提供一个计算机辅助设计与计算机辅助工艺规划连接的智能接口。     

基于特征实体模型上的截面轮廓自动特征识别方法

复杂零件特征实体上的相交特征自动识别问题，仍是CAD／CAPP领域未解决的难点。本文提出了基于特征实体模型上的截面轮廓造型自动特征识别方法，并制定了一系列各类特征的合理识别规则和识别算法。这种方法探索了一条实现自动特征识别的新途径，实现了对复杂箱体类零件的加工加工特征自动识别与信息自动提取，从而实现了CAD／CAPP系统的信息自动传递。     

面向方案设计的特征定义及表示方法

将基于特征设计思想引入到方案设计中,提出了旨在实现功能概念与几何构造间有效关联的原型特征和布局模板定义,原型特征定义方案设计的功能需求、概略几何实现方案等产品方案属性及其相互关系;布局模板是原型特征装配的结果,它以草图形式描述方案设计的产品原型特征组成及其整体布局形式,讨论了原型特征的组成,分类规则及其表示方法,给出了布局模板支持下的基于特生方案设计建模过程,研究成果为计算机辅助方案设计系统的实现提供了初步的理论框架。     

模具型腔数控加工计算机辅助刀具选择研究

自动产生模具型腔加工的工艺计划及数控加工指令对提高模具型腔的加工效率具有重要意义。研究了模具型腔工艺规划中的刀具选择问题，提出了模具型腔粗加工、半精加工、精加工刀具选择的原则与方法，并构造了相应的实现算法；重点研究了粗加工中刀具的组合优化问题，并建立了数学模型；给出了计算机辅助刀具选择系统的体系架构，基于所提方法在UG／OPEN API环境下进行了初步编程实现；以一个包含岛及自由曲面的模具型腔零件的刀具选择为例，说明系统及算法的可行性。