航空发动机机匣加工特征的混合式分割识别算法

航空发动机机匣零件存在大量的相交特征和曲面特征,为解决现有方法无法对其进行有效识别的问题,提出了一种融合启发式与规则的混合式特征分割算法。首先,基于零件的属性邻接图,利用过渡特征识别简化特征拓扑层次,在确定特征分割起始面的基础上,建立启发式搜索条件对特征面进行凸边扩散和凹边扩散,将加工特征分割为凸特征和凹特征两类;进而根据特征的拓扑结构及特征面的几何信息确定种子面,以其作为驱动面进行特征合并,并提取出能够表示不同特征的特征参数,据此实现基于规则的特征识别。以典型航空发动机机匣零件进行实验,验证了所提方法的有效性。     

基于特征矩阵的大型舱体类构件毛坯模型复杂特征分层识别方法

大型舱体类构件是大飞机、火箭等航空航天飞行器型号的重要部件,具有众多复杂内部相交特征,给其内部特征的准确识别带来极大挑战,毛坯模型内部特征的有效识别是实现加工余量确定、切削参数优化及刀具路径规划的重要基础.提出了一种基于特征矩阵的大型复杂构件毛坯模型相交特征分层识别算法,实现基于毛坯模型几何拓扑信息的多层次复杂相交特征识别.首先使用阈值分割法识别和剔除大型复杂构件毛坯模型伪特征及其数据,进行毛坯模型优化.然后构建该优化毛坯模型的属性邻接图,采用分层识别方法对构件的优化毛坯模型相交特征进行分层处理,得到单一特征并计算其特征矩阵.将多类型单一特征均转换为特征矩阵,建立特征匹配库.最后将特征矩阵与特征库进行匹配,以进行模型相交特征准确识别.对具有多种特征的舱体零件毛坯模型进行实例验证,通过准确识别多类型特征分别验证了该算法的可行性和有效性.     

飞机结构件拓扑不固定特征的自动识别

针对飞机结构件特征拓扑不固定而无法有效建立预定义特征库的问题,提出了一种基于层的特征识别算法。算法在总结飞机结构件特征拓扑不固定特点的基础上,利用其拓扑面具有方向性和层次式分布的特点,以层作为特征识别的基础,通过层的识别和组合获得飞机结构件拓扑不固定特征。该算法以添加虚边的方式处理层的相交,以此来解决特征的相交问题,并依据特征中层的关联关系产生符合加工工艺的特征解释。基于CATIA V5开发的特征识别系统已在某大型航空企业中得到应用。     

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。     

面向薄壁多腔类结构件加工特征识别方法

针对薄壁多腔类结构件加工特征识别效率低下、相交特征识别困难的问题,提出基于规则、层与特征抑制的混合并行识别方法。该方法以腔分组和加工特征分类为基础、以腔为单元对各类加工特征进行并行识别,以提高识别效率,并及时在三维模型中抑制已识别的各特征来简化相交特征的识别。首先给出了加工特征的分类及腔分组的方法;然后详细给出了特征识别流程:利用边的属性和规则识别各个腔中的完整孔、独立筋、相交筋,将各个腔采用层与特征抑制的方法识别层特征与相交孔特征,当所有腔内的特征识别完成后回到主线程进行剩余特征的识别;最后通过实例分析了算法效率,验证了所提方法的有效性。     

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。     

基于建模过程的加工特征识别

针对复杂零件加工特征识别存在拓扑分析复杂、相交特征识别困难的问题,提出了利用CAD系统中以宏命令形式记录的建模过程进行特征识别的新方法。每次特征识别仅对单个建模过程中的几何实体和拓扑实体进行分析,逐一识别零件模型的所有特征,有效避免了传统方法对零件模型的全部几何实体和拓扑实体进行特征识别存在的缺陷。研究了输入数据获取和整理、基于二维草图的特征痕迹识别和特征参数获取的算法。     

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.     

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。     

面向知识重用的角盒零件分类编码及识别方法EI北大核心

为满足角盒类零件工艺知识重用的分类编码识别需求,提出一种分面集特征匹配的零件分类编码识别方法。对整体零件形状和加工特征进行了分析定义,建立了基于加工特征的分类编码原则;利用型腔壁边面集深度差异,获取零件面深度0-1特征矩阵,分解提取壁边面集并判断零件基本类型;设计了面集几何拓扑矩阵和特征面边环关系矩阵,根据零件基本类型与面集属性选取典型特征矩阵进行匹配,缩小典型特征匹配范围以提高识别效率。结合实例说明了典型特征库的提取及其与编码类型的映射匹配,验证了分类编码识别算法的有效性与可行性。     

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。     

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文件的图匹配方法研究

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的机械零件加工特征识别方法,采取其方法从三维设计软件中得到CAD模型。对该模型输出的STEPAP203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,该方法简便有效,大大减少了图匹配的计算量。     

基于图的注塑产品侧凹特征识别技术的研究

提出一种基于图的注塑产品侧凹特征识别方法：首先将产品属性面邻接图中的节点和边进行属性扩展，以形成产品的扩展属性面邻接图；在此基础上，应用扩展属性面邻接图对凹、凸及通孔三种类型的侧凹特征进行描述，并采用子图匹配的方式将侧凹特征的子图从产品属性面邻接图中识别出来；对于识别出的侧凹特征，特征方向可采用可视图的方法确定，并通过分析识别出的侧凹特征的特征方向来最终确定产品的优化脱模方向。实例测试表明，该侧凹特征识别方法可以有效地识别注塑产品中的侧凹特征，提高侧凹特征的识别效率。     

缸体类零件加工特征识别方法

针对发动机缸体零件的加工特征识别问题,提出一种基于图分解与特征因子聚类的混合式加工特征识别方法。对零件STEP AP203模型数据进行预处理,获得特征加工面,构建零件加工面扩展属性邻接图;通过分解获得最小属性邻接图,并与预定义的特征元匹配,获得特征因子;为满足特征识别结果工艺性的要求,对特征因子聚类,构造复合加工特征。通过具体实例验证了所提方法的有效性和可行性,表明该方法能有效解决现有缸体零件相交特征识别困难和特征解释NP问题。     

飞机结构件加工特征定义方法研究

根据飞机结构件几何形状和加工工艺特点,对其加工特征进行了划分,并用分层式方法对特征几何拓扑进行描述;同时根据工艺规划和刀轨计算对特征信息的需求,提取加工特征的属性参数,并采用几何拓扑和属性参数相结合的方式来完整表达特征信息,从而满足飞机结构件数控编程过程中不同应用领域对特征信息的需求。