基于全息属性面边图的复杂拓扑不固定特征识别

正项目负责人:李迎光(E-mail:welcome.li@nuaa.edu.cn)依托单位:南京航空航天大学项目批准号:509050871.项目简介本项目结合国家大飞机项目的重大实际需求,以飞机整体结构件为研究对象归纳分析复杂拓扑不固定特征识别的特点和难点。提出一种复杂拓扑不固定特征表示方法——全息属性面边图,该方法扩展传统面边图的属性信息,增加结点元素类型,能够表示自由曲面和边特征,能更精确和完整地表示各拓扑元素的几何信息。以全息属性面边图为零件特征表示基础,将基     

基于图和规则的混合式特征识别技术

制造特征的识别是解决CAD/CAPP/CAM间"自动化"孤岛的有效方法,以往的特征识别方法只是简单的把制造特征识别出来,并没有对其形状进行准确区分,而对于不同形状的同种类特征,加工方法却是不同的。针对这一问题,采用基于图和规则的混合识别方法,对零件的属性邻接图表示进行扩展,添加邻接面垂直属性,既将交互特征进行有效合理的分解,又对识别后的制造特征形状进行准确定义。使扩展图分解后能够准确表示零件的制造特征,从而使后续CAPP系统制定出来的加工工艺更准确,更有效。     

基于属性邻接图的加工特征识别

研究了从中性文件STEP AP203文件中得到加工几何特征的方法.首先分析了STEP AP203文件的组织结构,然后从中提取有关面和面之间的连接信息,用属性邻接图表示出来.讨论了属性邻接图的分解以及基于特征子图匹配的特征识别方法.用此特征识别方法实现了中等复杂程度机械零件的特征识别.     

基于特征面分割的自动特征识别

相交特征的识别是自动特征识别的难点,提出一种新的基于图的特征识别算法,首先构造加工面邻接图(MFAG),然后通过特征匹配快速识别出孤立特征,通过特征面的延拓、求交与分割,主动找出特征痕迹,分解出基本特征子图,从而识别出相交特征.该算法使孤立特征和相交特征的识别模式统一,同时有利于与交互特征定义集成.     

基于属性邻接图的STEP-NC制造特征识别实现

针对于STEP-NC(ISO14649)中规定的的制造特征,论述了基于属性邻接图(AAG)的特征识别方法及其实现过程:首先分析STEP AP203的文件结构,然后提取文件中所包含的几何拓扑信息,判断两个面公共边的凹凸性,构造零件属性邻接图和属性邻接矩阵,通过一定的算法对其进行分解并完成特征子图的匹配,最后在VS 2005平台下开发软件原型系统,验证该特征识别方法的正确性.     

基于中面的注塑产品特征识别

摒弃传统的基于实体模型的特征识别方法,提出基于中面模型的方法。首先提出了适合于中面模型的表达方法：面－边属性图和面－边属性矩阵;然后针对注塑产品的特点,对特征进行了分类,将其分为面特征、连接特征和加强特征;最后对中面模型的中面、边环和边的几何拓扑特征进行了分析,分别研究了基于中面的特征识别算法,给出了算法实现方法和实例。     

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。     

基于属性边点图的飞机结构件筋特征识别方法

针对飞机结构件中筋特征结构复杂、相交筋特征识别困难的问题,提出一种基于属性边点图的筋特征自动识别方法。属性边点图以边为节点、以边与边之间的连接关系为弧。通过构造特征种子面的属性边点图,可以有效表示和处理筋特征中的边信息,弥补了传统属性面边图的不足。用端点表示筋特征两端的边界,通过端点类型及连接关系的分析,确定筋特征两端的相交情况;用分割节点来表示筋特征顶面的融合区域,以减少实际加工时的转角减速为优化目标,在分割节点处自动添加虚链,并对筋特征种子面的属性边点图进行分解,得到优化的相交筋特征识别结果。基于以上研究开发的筋特征自动数控编程系统已在某大型航空制造企业中得到良好的应用。     

基于属性邻接图的加工特征识别研究

从零件的CAD模型中获取工艺设计所需的加工特征信息是CAPP的基础,也是实现CAPP与CAD集成的关键。研究旨在探讨中等复杂程度机械零件的加工特征识别方法。采取方法是从三维设计软件中得到CAD模型,对该模型输出的STEP AP203文件进行处理,获得面特征及其连接边的凹凸性,得到属性邻接图,将其进行处理得到全凹(或全凸)连接的子图,然后将子图中所有代表毛坯面的节点去掉,剩下的就是各特征对应的特征子图。再按照特征子图匹配法,将每个子图与预先定义的特征图进行匹配,就得到了所需要识别的特征。实例结果显示该方法是简便有效的,大大减少了图匹配的计算量。     

基于STEP-NC的相交特征识别技术

为有效识别2.5维相交特征,提出一种新的基于图和痕迹的相交特征识别算法。该算法首先对零件模型进行处理,提取加工特征面,识别时只考虑加工特征面,降低了零件图的搜索空间且不影响特征识别的正确率;通过建立相交特征拆分因子队列,并采用自动计算和交互式相结合的方式确定最优依赖特征面,能够比较准确地分离相交特征;根据特征基面对STEP-NC定义的制造特征进行编码,相对于子图匹配和规则匹配,该方法能够快速和有效地匹配特征。通过具体实例验证了算法的有效性和可行性。     

A method for recognising feature interactions and feature components within the interactions

Handling feature interaction is an outstanding issue in the feature recognition approach. This paper presents a method for recognising the presence of feature interactions and for determining the feature components within the interactions. First, two general feature types, namely depression and protrusion features, are identified from B-rep models based on a modified convex hull concept. Secondly, the identified features are represented by a modified AAG (Attributes Adjacency Graph) for facilitating their classification into low-level feature components, such as slots, pockets and bosses. Any unrecognisable features that remain after this second step are regarded as interacting features and they are finally recognised as low-level features via a process of virtual face building and volume adding.     

Robustness and generality issues of feature recognition for CNC machining

The problems of multiple interpretations and feature interactions that occur in attributed adjacency (AA)-based feature extraction systems result from a lack of robustness in the recognition algorithm when deviations from the feature definitions occur. This stems from the fact that individual graphs are stored in the feature taxonomy and once multiple graphs interact the interaction issue occurs. In this paper, a new method is presented for defining features based on a type of hint-based taxonomy, which is rare in boundary representation schemes. This new method still uses the traditional AA graph and matrix to define the part but does not extract subgraphs. It is shown that identifying only one face and then proceeding can find a feature. The modified attributed adjacency (MAA) scheme is used to define the part which allows more information to be stored in the part representation (graph or matrix), and this allows multiple interpretations to be solved.     

逆向工程中基于属性邻接图的加工特征识别

为了提供逆向工程系统和CAx系统集成的直接通道,提出了针对点云数据建立属性邻接图的算法,并利用属性邻接图实现加工特征自动识别.首先利用模糊c-均值聚类方法对点云进行分区,将分区后的面片进行曲面类型判别和几何参数提取.设计了建立面片之间邻接关系和判断相邻面片之间凸凹性的算法,从而建立零件的属性邻接图;对零件的属性邻接图进行分解,遍历分解后的子图形成特征子图,将特征子图与特征规则相匹配,从而实现加工特征自动识别.实验结果证明了该算法的有效性.     

基于图的体积分解的加工特征识别方法

为有效提取实体边界模型中的2．5维加工特征,提出了一种实用、可行的特征识别方法。该方法参考毛坯的实际加工过程,从零件毛坯模型中分解出待加工体积;沿待加工体积的进刀方向逐层分解出局部组合特征;依据局部组合特征顶面凹凸性特点,进一步分解,重新组合为通用型加工特征;匹配特征相互关系,构成特征关系图。研究了每个步骤的相应算法,这些算法以基于图的布尔运算为基础,通过特征边界的重构,形成完整的特征边界,并最终生成体积特征。该方法适用于与设计下游单元的有效集成。通过对典型2．5维加工零件的测试,证明了该方法的有效性和实用性。     

基于有向图邻接矩阵扩展的产品设计智能导航

通过分析产品计算机辅助设计建模过程的表示方法,指出有向图及其邻接矩阵表示建模过程存在信息量不足和连通错误等缺陷.结合建模过程动态性和反复性特点,附加一个堆栈结构,并增加边界条件判定和后续步骤判定的内容,形成扩展邻接矩阵.提出了一种基于有向图邻接矩阵扩展的产品设计智能导航方法,将业务层与逻辑层相分离,进而对建模异常进行实时监控和动态处理,以提高建模系统的灵活性和稳定性.开发了飞机装配型架卡板设计智能导航系统,并在某航空制造企业进行了应用验证,将设计经验和知识融入建模过程,实现了卡板设计的标准化与自动化.     

基于改进图匹配的角盒类零件型腔加工特征自动识别

为满足角盒类零件型腔特征识别需求,提出了一种基于改进图匹配的型腔特征自动识别方法.分析了角盒类零件型腔特征,提取了特征简化模型的共性模板属性.获取了模型栅格高度点云数据,以高度中值作为阈值并将其转换为0-1特征值矩阵,提取了型腔面投影特征值以分离识别型腔壁边面.采用共性模板面邻接属性判定搜索型腔侧壁面,最终识别出了包含...     

Recognition of undercut features and parting surface of moulded parts using polyhedron face adjacency graph

An injection or die-casting mould is an assembly of parts containing an impression into which molten material is injected. In this article, the undercuts present in mould parts are divided into basically two parts: completely visible and partially visible. A graph-based approach is proposed to identify these undercuts even for the free form objects. Unlike conventional graph based methods a new polyhedron face adjacency graph (PFAG) is proposed with the key concept of visibility of undercuts by using Bezier surface. A rule-based approach is also discussed to automatically generate an optimal parting surfaceof irregular moulded parts. Since the generation of parting surface plays an important and effective role in mould – die design, thus it is essential to develop a simple and robust algorithm based on proposed methodology, which can effectively tackle the problem. Different case studies show that the proposed method can recognize various undercut features without much difficulty.     

一种基于图元结构关系的电气草图符号识别方法

针对手绘草图符号不规则以及模糊的特点造成对其识别难度较高的问题,对手绘电气草图符号的特点、符号的笔划分割、图元类型的判别、图元间的结构关系、符号间相似度的类型等方面进行了研究,提出了一种基于图元结构关系的手绘电气草图符号识别方法。根据手绘电气草图符号的特点,首先对手绘电气草图符号进行了笔画分割,将其分解成了若干基本图元;然后用属性关系图描述出了手绘电气草图符号单个图元的信息以及图元间的结构关系,提出了一种基于属性关系图的电气草图符号匹配相似度计算方法;最后通过计算待识别符号与模板库符号之间的相似度,达到了手绘电气草图符号识别的目的。研究结果表明:可以构建一个有效的、可训练的、多线条的符号识别器,并且不受符号方向、大小和笔画顺序的影响,能够取得良好的识别效果。