基于毛坯模型的自动工艺规划

针对大多数现有CAD／CAM系统还不能自动获取并处理尺寸公差、形位公差、表面粗糙度等制造信息，在完成产品设计后无法自动生成相应工艺规划的现状，着重研究对零件设计模型补偿面、体加工特征自动生成毛坯模型后，基于毛坯模型自动提取面、体制造特征的工艺约束信息参数，毛坯模型总体信息参数，结合制造资源数据库、工艺知识库完成工艺规划。将毛坯模型逆变换为设计模型，实现了加工工序过程的拟实验证。     

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。     

运用特征识别技术的工艺规划技术研究

针对设计与工艺规划信息集成的需要,提出基于规则的特征识别方法,研究基于制造特征的工艺路线自动生成方法。提取到的模型几何信息通过与制造特征库数据的匹配,实现特征的自动识别。通过建立工艺知识的决策规则与典型工艺知识库,将制造特征与加工方法、制造资源关联,实现特征工艺方案的自动生成。产生的特征工艺树与典型工艺模板进行匹配,生成零件工艺规划树。通过人工交互编辑工序、工步及工艺路线,可输出符合实际需求的工艺文件。     

基于再扩展属性面边图的复杂结构件特征识别技术

针对飞机结构件的特点,提出了基于再扩展属性面边图的特征识别算法,该算法以再扩展属性面边图为基础,用种子面表示特征痕迹,基于种子面进行痕迹的检索和扩展,能够有效处理飞机结构件中的曲面特征和相交特征.基于以上研究开发的原型系统已在某大型航空制造企业框类零件数控加工中应用验证,提高了飞机结构件数控编程的效率和质量.     

面向MBD模型的特征信息自动识别算法研究

针对特征识别技术对产品制造信息识别的缺失以及匹配算法的复杂性问题，提出了一种基于MBD模型的特征信息自动识别算法。首先，通过EXPRESS和Java映射，构建STEP文件解析器解析MBD模型信息。其次，建立基于图和提示的几何特征识别算法，用表征面邻接图作为匹配算法的数据结构，以提示作为搜索与特征库进行匹配。然后，提出基于关系树的产品制造信息识别方法识别产品制造信息。最后，以轴和机匣作为测试对象，在Intellij IDEA平台中对所提方法进行了验证，分析了匹配算法时间复杂度。结果表明，该方法能够识别几何特征信息和产品制造信息，本匹配算法时间复杂度为O(n)，优于时间复杂度为O(n²)的传统匹配算法。     

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.     

基于制造特征的加工链模糊推理研究

研究了运用增量式制造特征识别技术,基于零件几何结构、拓扑关系对设计模型中单一设计特征和相交设计特征进行分析,在分析结果的基础上实现对应制造特征识别;深入研究制造特征工艺属性与对应加工方案之间存在的模糊映射关系,运用多因素模糊推理技术形成机加工特征合理的加工链,从而有力地支持设计的可制造性评价及工艺规划的生成。     

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。     

基于制造资源能力的装夹工艺分层设计技术

为发展创成式的计算机辅助工艺设计,研究了计算机辅助工艺设计系统中工件装夹规划的自动生成算法.基于扩展有向图,建立了零件的公差信息和基准-加工特征关系的数学表示模型,基于公差分析和制造资源能力模型,建立了从单件层到多件层的工件装夹工艺生产算法.该数学模型和算法可自动识别工件的加工特征、装夹基准,并根据制造资源能力和公差分析对装夹进行优化分组,实现装夹分组对工件加工精度的影响最小化,进而生成装夹规程.最后以实例证明了该方法的可行性.     

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。     

基于检测状态模型的飞机结构件在线检测路径规划

针对飞机结构件在线检测路径规划中零件工艺模型伴随加工过程动态变化、检测工艺复杂的难点,提出了基于检测状态模型的飞机结构件在线检测路径规划方法。检测状态模型以特征为载体,以干涉特征和虚路径表达干涉规避、路径优化等知识和经验,并随着加工过程动态扩充。基于检测状态模型,按照检测操作级、检测特征级、特征自身级三级实现了在线检测路径规划。根据以上研究,基于CATIA V5开发的在线检测数据自动生成系统已在某大型航空企业中得到成功应用。     

基于特征信息建模技术

提出一种新的基于特征信息建模方法,该方法能在多级抽象层次上完备地描述产品信息,并提供良好的产品数据表达和数据转换机制,使CAD/CAM集成和并行设计的实现成为可能。笔者运用这种建模技术研制了板材折弯FMC运行控制软件自动生成系统,在产品信息集成与共享基础上,该系统集设计、分析、工艺规划、制造过程于一体,并具有良好的总体结构。     

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。     

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。     

面向三维工序数模构建的特征标注方法研究

针对以三维工序数模开展工艺设计时尺寸标注工作量非常大的问题,提出了基于制造特征完成工序模型的自动标注的方法。首先,对零件MBD模型进行预处理,并对其尺寸标注信息进行提取;其次,基于零件MBD模型上特征的定位尺寸和工艺基准构建特征尺寸链,通过特征尺寸链换算求解工序尺寸,解决工艺设计中工艺基准与设计基准不重合的问题;然后,对其尺寸标注进行显示;最后,在UG平台下通过实例测试,验证了该方法的可行性和有效性。     

基于特征模型的特征相交识别

在对铣、钻类特征相交关系分析和研究的基础上,运用增量式制造特征识别法设计出相交特征映射识别系统。该系统能有效地识别出新建设计特征与已识别制造特征的相交关系,实现设计特征的映射和识别。识别产生的零件制造特征解释模型和制造特征信息库能有力地支持设计的可制造性分析。     

基于产品特征表达的集成化制造系统的研究

提出了一种并行工程环境下基于特征表达的产品设计和制造的集成化方法。该系统提供了用于工艺规划和可制造性评估的工艺知识库,可以被产品设计的各个阶段所共享,能够确定加工特征组合和加工顺序安排。还提出了一种确定多加工方向的加工特征组合方法,用于加方向的合理选择和特征集合的最少化,获得最优化的加工效率。另外还探讨了特征干涉对加工效率和加工质量的影响,提出了新的特征干涉分类、解决方法和特征干涉条件下加工效率的优化算法。     

基于信息熵的制造服务单元建模与定量评估方法研究

为评估制造服务协同中制造服务单元划分的合理性,提出了基于信息熵的制造服务单元建模与定量评估方法。阐述了制造服务协同过程,提出了制造服务单元模型。基于Shannon信息论,结合制造服务单元信息容量和制造特征标识码的相关性,建立了制造服务单元评估的定量方法。实例证明,该方法可有效地减少制造服务链的信息冗余,优化制造服务协同过程。     

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。