基于中轴变换的槽腔特征相似性评价方法

为实现对已有槽腔特征数控加工工艺的有效重用,提出一种基于中轴变换的槽腔特征相似性评价方法。将槽腔特征转化为二维加工区域轮廓图,利用中轴变换算法获取轮廓图中轴并作为参考刀具路径;提取局部内切圆参数,依据局部内切圆半径与极限刀具半径的关联映射关系,构建加工刀具半径可行域以及对应有效切削弧长集,实现加工刀具几何属性和切削属性的有效表征;构建层次化相似性加权评价模型,计算两槽腔特征的整体相似性。实验结果表明,该方法能够作为数控工艺重用的判断依据,提高数控加工工艺编制效率,满足企业的实际应用需求。     

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。     

基于数控工艺信息挖掘的型腔特征粗加工刀具序列优化决策方法

为有效提升数控加工过程中粗加工刀具的使用效率,提出一种基于数控工艺信息挖掘的型腔特征粗加工刀具序列优化决策方法。首先计算型腔特征的中轴变换表征数控加工的刀具轨迹,探究中轴变换与数控加工的映射机理;然后基于加工规则和中轴变换参数,挖掘隐含在型腔特征中的深层次数控工艺信息;最后综合考虑材料去除量和加工连续性,建立刀具序列决策的多目标优化模型,采用混合蚁群/模拟退火算法进行优化求解。实验结果表明,该方法能够高效、自动生成型腔特征最优粗加工刀具序列,提升企业数控工艺设计智能化水平。     

相似特征数控工艺的重用评价方法

为了实现对已有零件数控工艺信息的有效重用,提高数控编程的效率和质量,提出一种相似特征数控加工工艺的重用评价方法。通过对已有零件数控工艺设计成果进行挖掘建立以制造特征为核心的工艺信息模型库;通过选择待编的制造特征,从工艺信息模型库中检索出相似制造特征,实现零件特征级制造语义层面的相似性评价;对检索结果从精加工和粗加工两个层面进行分析,实现数控加工工艺的重用评价,并根据可重用度值选择不同的数控工艺实例重用模式。实验结果表明,该方法能够对相似特征数控工艺的可重用度进行准确的评价,可以有效地利用相似特征已有的数控工艺信息,从而提高数控编程的效率和质量,满足企业的实际需求。     

三维CAD模型检索驱动的快速数控编程方法

为了实现对已有零件数控(Numerical control,NC)工艺设计成果的有效重用,提高NC加工工艺编制效率,提出一种三维CAD模型检索驱动的快速NC编程方法。通过建立一种以制造特征为核心的工艺信息模型,实现对已有零件NC工艺设计成果的有效表征;引入基于内容的三维CAD模型检索方法,从工艺信息模型库中检索出具有相似制造语义的制造特征,实现零件特征级制造语义层面的相似性评价;根据特征的相似度值选择不同的工艺重用方法,实现基于三维CAD模型检索的快速NC编程。将三维CAD模型检索驱动的快速NC编程方法在原型系统中对数百个零件进行验证和应用。试验结果表明,该方法能够有效地实现对已有零件NC工艺设计成果的有效重用,可以提高NC加工工艺编制效率,满足企业的实际应用需求。     

面向三维CAD模型检索的模型分割方法

为了提高三维CAD模型分割的效果及其对模型检索支持的有效性,提出一种面向三维CAD模型检索的模型分割方法。首先通过提取B-rep形式CAD模型的几何拓扑属性,将模型转换为属性邻接标记图;然后依据图中节点和连线的凸凹性将模型初步分割为凸凹性连续的局部区域,再以分割内聚度最大为目标,基于区域耦合度进行可合并区域的选择与优化合并;最后采用区域最优匹配的方法进行模型间的相似性比较和检索。实验结果表明,该模型分割方法能有效支持模型检索,可实现CAD模型的重用。     

基于三维形状检索的电极成组分类算法研究与应用

针对型腔模具电火花成形加工生产中电极数控编程历史知识和经验的重用问题,根据成组技术的原理,提出了基于三维形状检索的电极分类和检索解决方法。其原理是基于电极的三维模型,通过建立在三维极半径曲面矩上的形状特征提取算法,获取电极的形状特征向量,定义闵可夫斯基距离相似性度量算子,自动进行电极类别的划分,进而获取电极标准加工工艺模板。采用形状检索技术来进行电极数控加工工艺分类和检索,可避免人的主观性和片面性,计算速度快,并可获得较高的分类质量和准确的检索结果。     

基于刀具的特征动态分解的数控编程方法研究

利用数控加工程序的可重用性,从提高数控编程的质量和效率出发,提出了一种基于刀具特征的动态分解策略。根据企业的产品特点和可用的制造资源,按加工设备对特征进行分类和管理,建立了加工特征库,实现了基于特征的参数化、模块化数控程序生成。与现有的特征建模方法不同,该特征模型不但包括特征几何形状信息,而且定义了刀具选择、路径优化和参数驱动的数控程序生成模块。采用这种方法进行数控工艺设计,可大大缩短数控程序设计时间,提高数控代码的继承性和可重用性。     

局部几何特征急变类零件分区变参工艺制定方法

高端装备中许多关键零件存在局部几何急变特征,由于多采用难加工材料、特殊结构,加工难度大,或者虽能加工但效率极低,无法满足高端装备快速发展的需求。随着数控加工技术的发展,局部几何特征急变类零件的高效数控加工技术成为目前工业生产领域研究的热点与难点。鉴于局部几何急变特征的存在,局部几何特征急变类零件采用统一工艺参数进行整体加工的加工工艺对该类零件适用度降低,制约了此类零件加工效率的提升。针对局部几何特征急变类零件,研究复杂曲面CAD模型基于局部几何急变特征的快速分割方法及功能结构件基于机床动态特性的加工误差模型,由此提出了局部几何特征急变类零件分区变参工艺制定方法,最终根据加工区连续特征生成序列化加工程序,可在数控加工设备上实现局部几何特征急变类零件高质高效加工。研究成果为局部几何特征急变类零件加工工艺制定提供了一种新方法。     

基于有向包围盒的三维CAD模型局部特征重用

为实现面向产品设计领域的三维模型局部特征的有效重用,提出一种基于有向包围盒的三维模型局部特征重用方法.首先,使用主成分分析方法获得参考模型中可重用局部特征和当前设计模型中待替换局部区域的有向包围盒.然后,计算两个包围盒的长宽高比值和主轴方向夹角.遍历可重用局部的几何特征参数,按照边长比例因子修改其形状尺寸和位置信息.最后,根据特征管理设计树,识别特征间父子关系,在设计模型中重建可重用局部特征,获得新的设计方案.实验表明,该方法能有效实现三维模型局部特征重用.     

基于SOA的航天产品装配工艺知识管理技术研究

通过对航天产品装配过程的调查和分析,针对目前航天产品装配工艺设计与管理方法不能有效支持装配工艺设计以及装配工艺知识的共享和重用等问题。构建了基于SOA的装配工艺知识管理框架,提出了一种面向服务特征的装配工艺知识表达模型,并以运载火箭装配工艺知识为例说明了该知识表达模型的具体应用,最后以上述知识表达模型为基础,给出了面向服务的装配工艺知识推理重用方法。     

三维工序模型加工特征环境匹配

针对传统的基于"相似零件结构有相似工艺"准则的知识检索方法所造成的知识重用精度低等缺点,提出了一种基于"相似加工特征环境有相似工艺"的三维机加工艺知识复用方法。首先,利用属性邻接图建立工序模型的数学表达,使用改进的子图同构匹配方法进行加工特征提取。然后使用加工特征邻接图将提取出的加工特征进行重构。通过定义裁剪规则,得到基于特征的加工特征环境结构。将特征的环境结构作为输入条件与工序模型进行相似匹配,匹配参数包括特征类型、依附面类型以及特征间拓扑关系等信息,使加工工艺知识得以复用。实例验证表明,该方法有效地匹配了相似的加工特征环境并通过加工特征环境的检索,实现相似工艺的匹配。     

面向航空复杂结构件数控加工过程的云制造服务生成方法

为促进航空复杂结构件数控加工向云制造模式转变,提出一种面向零件加工过程的云制造服务生成方法。首先引入动态加工特征,基于动态加工特征构建制造任务描述标准,用以进行制造服务封装和用户请求表示,实现服务供应商核心工艺知识的保护和重用,大大提高了服务匹配的效率和精度。进而提出一种基于动态加工特征的制造服务组合生成方法,建立基于服务质量的综合优化模型,将时间、成本、可靠性作为目标准则,运用遗传算法求解优化的云制造服务组合。通过实例验证了基于以上方法开发的云制造原型系统的有效性。     

基于知识重用的数控深孔加工机床的快速设计

为满足多元化需求的用户对数控深孔加工机床的个性化要求,提出了一种基于知识重用的数控深孔加工机的快速设计方法。选用规则推理(RBR)与实例推理(CBR)两种方式相结合的混合推理技术进行数控深孔加工机床知识重用的研究。基于知识重用理论,根据数控深孔加工机床结构和功能的设计要求对其进行模块划分,建立数控深孔加工机床模型库。使用Visual Basic 6.0(VB)对Solid Works 2010进行二次开发,选择Access为数据库,研究快速设计系统,实现数控深孔加工机床快速化设计。     

工艺知识地图构建技术研究

针对工艺知识的复杂性和存储的分散性造成的工艺知识共享和知识重用等方面的困难,构建了一种包含资源层、描述层、图表层的工艺知识地图模型。通过元知识对各种工艺知识进行统一规范描述,采用面向主题分类方法,建立了工艺知识之间的关联关系,使得工艺知识地图起到快速检索和重用的作用。最后以锻造工艺知识地图实例进行验证,工艺知识地图提高了检索的效率。     

基于层次特征描述子的三维CAD模型检索

为提高三维CAD模型检索对模型局部细节特征的区别能力,提高相似性比较和检索效率,提出一种基于图谱及空间词袋表征的CAD模型层次特征描述子构建和检索方法。依据模型的B-Rep表示形式,提取其必要的几何拓扑属性等信息,将三维CAD模型用属性邻接标记图表示;将模型训练集合中的各模型分割成面面互连且具有一定工程意义的局部区域,依据图谱理论对其进行局部特征描述,并通过聚类构建词汇本;基于局部区域图谱及空间词袋表征构建CAD模型由细粒度到粗粒度的层次化特征描述子,并据此采取一种粗检索与精匹配相结合的两层检索机制进行三维CAD模型检索。实验结果表明,该方法能较好地区别模型局部细节特征,检索质量和效率均有明显提高,可有效支持CAD模型的重用。     

工艺知识地图构建技术研究

针对工艺知识的复杂性和存储的分散性造成的工艺知识共享和知识重用等方面的困难,构建了一种包含资源层、描述层、图表层的工艺知识地图模型.通过元知识对各种工艺知识进行统一规范描述,采用面向主题分类方法,建立了工艺知识之间的关联关系,使得工艺知识地图起到快速检索和重用的作用.最后以锻造工艺知识地图实例进行验证,工艺知识地图提高了检索的效率.     

基于模型定义的飞机结构件数控编程方法

为解决飞机结构件工艺决策和数控编程效率低下及自动化程度不高的问题,提出了一种基于模型定义的数控编程方法。首先制定特征信息模板作为零件加工特征的标注依据,并通过标注检索特征;然后根据特征信息模板提取特征的几何信息和非几何信息进行工艺决策。应用该方法在CATIA V5平台上进行了系统开发,最终实现了数控程序的自动生成,并通过实验验证了其可靠性。     

基于实例检索的回转体零件CAPP方法研究

在以特征为基础的零件信息表达基础上,将加工方法与之结合,提出了实现工艺重用的面向制造工艺的特征信息模型,使面向制造工艺的特征成为工艺设计的基本模块;并与实例推理相结合,提出了回转类零件的实例相似度算法,并以目前比较流行的CAD/CAE/CAM软件之一Unigraphics为开发平台,在VC++6.0的编译条件下,利用Unigraphics提供的二次开发工具建立零件信息输入系统,搜索零件实例库中相似信息模型,从而较好地解决了回转体零件相似工艺实例检索的问题.通过实例证明,采用该方法对回转体零件进行工艺设计,可大大提高工作效率.     

一种三维工艺知识多粒度表示与重用方法研究

针对三维工艺设计以工序模型为核心驱动工艺设计的过程特点,提出了一种三维工艺知识多粒度表示与重用方法。首先,分析了三维工艺知识的组成,明确了工艺知识所包含的信息成分。其次,根据三维工艺设计的过程特点,提出了一种基于三级多叉树的工艺实例知识表示方法,实现了工艺知识在不同粒度的有效表示。并基于该知识表示方法,以知识节点作为检索实例,在不同知识粒度上运用基于实例的推理(Case-Based Reasoning,CBR)方法实现了工艺知识的检索重用。最后,运用实例验证了该方法的有效性。