三维工艺设计中的制造特征识别方法

从零件的设计MBD模型中提取制造特征信息是三维工艺设计的基础,也是实现CAD/CAPP/CAM集成的关键.针对传统的基于属性邻接图的特征识别方法中存在的特征表达二义性和子图同构算法时间复杂度高等问题,提出了一种基于扩展属性邻接图和图同构的制造特征识别方法.首先,提取零件设计模型的几何/拓扑信息,并构建扩展属性邻接图;接着,对扩展属性邻接图进行属性分解,最大限度的分离出扩展特征子图;然后,利用图同构实现对各类相交特征的准确、高效识别.最后,以某机加工零件为例,对所提方法的可行性进行了实例验证.     

基于MBD的三维CAD模型与工程图信息提取

为了实现制造领域中的MBD技术,提出基于MBD的三维CAD模型与工程图提取方法.首先通过提取三维CAD模型信息,将CAD模型表示为Brep形式;然后通过图元数据获取和视图分离步骤实现了工程图信息的提取;最后基于OpenCASCAD几何内核实现了信息的提取和显示,并给出实例以验证算法的有效性.     

基于MBD的零件质量特性自动识别与提取技术

质量特性的识别与提取通常通过IGES、STEP等中性文件或者重新构建三维模型并结合特征识别与公差匹配技术来提取并传递数据,在传递过程中会出现相关的质量特性信息、数据丢失、识别过程繁琐、提取时间长等问题。基于模型的定义(MBD)是一种新的产品数字化定义技术,为零件模型的MBD信息表达方式提供了全三维CAD环境下产品的完整信息,可以高效便捷地识别和提取产品质量特性信息。     

面向Web的MBD模型重建方法研究

针对在Web环境下重建三维CAD模型的过程中,存在几何和拓扑信息、产品制造信息丢失的问题,提出一种基于三角网格表示法与边界表示法相结合的MBD模型轻量级表示方法,并研究出相应的数据结构和格式转换方法。使用JSON文件统一表达轻量级MBD模型的几何和拓扑信息、产品制造信息及其与几何特征之间的关联关系;借助CAD系统提供的接口,经模型文件解析、信息提取整合和网格数据处理后将源MBD模型转换为JSON格式模型文件传输到Web端,借助WebGL技术完成轻量化模型的加载,实现MBD模型的Web重建。最后通过实例模型验证了方法的有效性。     

基于特征语义的装配序列规划预处理方法

针对复杂产品装配序列规划复杂度高、求解效率低下的问题，提出了基于典型零件装配语义规则的装配序列规划预处理方法。构建基于特征的装配语义模型，表达零件的类型与几何特征信息，在此基础上构建典型零件装配特征库；通过基于属性邻接图的匹配方法，进行零件类型识别及子特征分割；基于典型零件的装配规则，建立装配序列规划矩阵的降维方法，提出基于装配序列规划矩阵的装配可行序列生成方法；以主动锥齿轮子装配为例验证了方法的有效性。     

基于相交特征信息建模及其提取技术的研究

针对相交特征的自动工艺规划算法对产品制造信息的需求,研究了基于特征的自动工艺规划算法对特征几何属性和工艺属性信息的需求关系,提出了一种针对相交特征制造工艺决策的产品信息模型。以虚面信息作为搜索相交特征相关信息的驱动信息,建立由虚面信息索引层、相交特征索引层、基本制造信息层三个层次的信息所构成相交特征制造信息模型。通过对基于特征基面的制造特征自动识别算法的研究,以一个应用实例对相交特征制造信息的获取过程进行解释,表明了基于相交特征的制造信息模型的实用性和有效性。     

MBD支持的产品协同设计及协同信息表达

协同信息在LCPT成员之间的记录、交流是产品协同设计过程控制中的一个难题,MBD技术为解决此难题提供了新的思路。首先阐述了MBD(Model Based Definition,基于模型的定义)技术是用集成的三维实体模型来完整表达产品几何与非几何制造信息的内涵,分析了MBD驱动下的产品协同设计工作方法,明确了MBD技术条件下的产品协同设计流程。同时,分析归纳了产品协同设计过程中的各类协同信息,指出了基于MBD模型的协同信息定义模式。最后,详细描述了各类产品协同设计信息在MBD模型中通过属性与标注的具体表达方法,为实现产品协同设计提供了完整的技术解决方案。     

基于模型定义的产品信息移动Web轻量化实现

针对STEP AP242提出了多视图语义模型,在此基础上进行语义本体化实现对产品几何与非几何语义信息的统一;然后提出了一种基于边界特征的轻量化算法,该算法在保留产品非几何信息的前提下,裁剪产品模型,简化三角面片,降低数据复杂度;最后给出了实验数据分析以证明该算法的可行性。     

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。     

基于特征匹配的产品风格认知方法

以多向度评测法提取产品风格特征，将特征作为产品风格认知的基本单元，提出了基于特征匹配的风格识别模型，将产品按照风格特征匹配的强弱度进行划分。提出了产品的风格相似性模型，实现了基于特征匹配的产品风格检索，为产品选型与创新设计奠定了基础。以太阳镜为例，分析影响太阳镜风格的主要特征，设计并实现基于特征匹配的太阳镜风格识别与选型算法。实验结果表明，该方法是一种比较实用的方法。     

基于多阶段关联的多目标跟踪算法

针对现有多目标跟踪算法关联过程中,外观和几何信息利用不充分,同时跟踪对象的邻域间信息交互不足的问题,提出了一种基于多阶段关联的多目标跟踪算法,根据目标之间的不同关联状态,将几何信息和外观信息合理应用于不同关联阶段。算法提出了基于正则化距离交并比(DIoU-Mea)的匹配模块,仅利用几何信息快速将强关联目标匹配。同时基于稀疏图网络(GNN)的关联模块对跟踪对象的邻域建模,促进对象之间的信息交换并提高跟踪精度。基于通道注意力融合特征模型和形状交并比的双校验模块(Double-Revise)进一步细化跟踪结果。所提算法利用不同阶段匹配算法的互补优势,在各阶段合理利用外观和几何信息,过滤掉错误的匹配并识别正确的目标对应关系,在MOT17数据集上进行了验证与测试,其高阶跟踪精度(HOTA)在测试集中达到了64.8%,表明算法具有较好的性能,在密集场景下具有较好的鲁棒性。     

面向三维机加工艺规划系统的尺寸信息模型构建

在数字化工艺设计领域,制造特征识别技术是连接CAD和CAPP的桥梁,并将MBD模型的几何和非几何信息转换为CAPP可识别的特征属性。然而,标注尺寸在工艺设计领域与CAD中表达方式的差异,阻碍了特征识别对应的尺寸信息作为其属性信息。在重点研究二者表达方式的不同点后,为了构建适用于三维机加工领域的尺寸信息模型,将尺寸依附体抽象转化为工艺上有意义的面或中心线,促进了设计特征与制造特征之间的转化,为后续的工艺规划提供了更加完善的制造信息。     

面向数字化检测的阵列特征自动标注方法

随着机械设计领域的飞速发展,计算机辅助设计技术和模型产品定义技术(Model Based Definition,MBD)实现了巨大的飞跃,MBD全三维模型标注技术越来越受各企业的重视。针对现阶段基于MBD三维模型中阵列特征的产品制造信息(Product Manufacturing Information PMI)的标注缺失的问题,采用主成分分析法和最近点迭代法对阵列特征成员上分布的点云进行配准运算,确定出阵列特征成员之间对应关系,对未标注产品制造信息的阵列特征成员进行快速自动标注。结果证明:该方法不仅保证了MBD模型检测信息的准确性和完整性,而且有效地解决了MBD模型从设计环节到检测环节信息的自动化传递问题,为数字化检测工艺实现自动化提供了基础保障。     

带式输送机零部件智能工艺设计系统研发

为改变传统机械零部件设计制造中“三维模型+二维图样”的工艺表述现状,加快企业数字化和智能化技术的推广及应用,在基于MBD工艺模型的建模过程中,分析了MBD工艺模型的内涵及构成,针对三维工艺模型不易生成的问题,提出一种基于MBD的零部件工艺模型三维参数化设计方法。结果表明：通过SolidWorks API和Visual Studio相结合的二次开发方式,利用三维工艺参数化设计方法建立带式输送机零部件的MBD工艺模型,结合特征识别和CBR推理技术,能够实现面向制造的工艺智能设计和产品工艺信息三维表达,从而缩短研发周期,提高设计效率。     

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。     

基于二维信息集的CAD模型相似度评价方法研究

为实现CAD模型的重用，提出了一种基于二维信息集的CAD模型相似度评价方法。首先通过提取模型的拓扑结构与几何信息，建立了基于属性邻接矩阵（Attributed Adjacency Matrix,AAM）的二维信息集；然后以信息集作为数据基础，分别以源模型和目标模型的表面作为顶点独立集、以两独立集之间每对表面的相似度作为权重，建立赋值偶图；使用Kuhn-Munkres算法求解偶图中两独立集之间的最优匹配，作为源模型和目标模型间表面间的最相似匹配；最后求解两模型的整体相似度。实验结果表明，该方法能够较准确的求解模型间表面的相似性匹配关系，并做出合理的相似度评价。     

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.     

基于轻量化模型的CAD/CAPP系统集成技术研究

针对当前计算机辅助设计、计算机辅助工艺设计系统间三维模型信息的集成和共享问题,提出了一种基于轻量化三维模型的信息集成方法。建立了基于轻量化模型的工艺信息模型。提出了基于轻量化模型的制造特征提取方法,通过设计轻量化模型几何信息提取和判断相邻表面间邻接关系的算法,建立了轻量化模型的边界表示(B-rep)模型,然后将边界表示模型与预先定义的形状特征模板进行比较,从而识别出零件的制造特征。最后通过一个实例验证了制造特征提取方法的可行性和有效性。     

基于模型的数字化定义在UG/NX中的实现

通过探究DPD的发展历程,深入剖析DPD与MBD的关系,揭示了DPD作为MBD技术应用体系基础的重要性。以UG/NX软件为平台,以气囊下支座为研究对象,分析了DPD定义的内容,GD&T在三维数模中的定义方法,三维剖视图的应用及非几何信息的注释表达,明确了在NX平台下产品制造信息的表达方法。DPD作为MBD技术的基础,彻底将产品定义信息载体变更为三维模型,必将引起数字化制造技术的巨大变革。     

基于MBD技术三维工艺系列标准的研究探讨

1引言 随着三维CAD技术的深化应用。基于模型定义MBD（Model—BasedDefinition）的数字化设计与制造技术已经成为制造业信息化的发展趋势。MBD是产品数字化定义的先进方法．它是将产品各类信息按照产品模型的组织方式定义。其核心是三维模型。整个过程不再有二维工程图样。MBD改变了传统的由三维实体模型来描述几何信息．而是用二维工程图样定义尺寸、公差和工艺信息的产品数字化定义方法。同时．