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。     

基于工艺知识重用的零件特征信息模型研究

分析零件的工艺知识表达和人工工艺设计过程,依据工艺知识重用和工艺设计过程的要求,提出整体特征、形状特征和精度特征的多层次信息模型,不同层次使用不同的信息描述法,整体特征用编码法表达,形状特征用图表达,重点论述复合特征层、基本特征层和简单特征层的形状特征描述,建立基于工艺知识重用的零件特征信息模型.     

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。     

基于Web的智能CAPP系统的研究

从CAPP系统结构研究出发，利用特征技术，建立便于知识处理和规则学习的模糊神经网络工艺知识表达与生成模型，实现了CAPP系统结构的可迭加性和方法与数据的分离。应用特征技术表示产品的几何信息和工艺信息，实现了零件特征级工艺知识和工艺规程的组合与重用。在此基础上，采用异地分布式结构，便于网络模式下CAPP功能的实现，使CAPP能满足网络环境下快捷有效的信息传输和资源利用，是基于Web的CAPP系统有利于智能化与通用化实现的结构模式。给出了应用实例。     

工艺数据驱动的加工演变特征快速建模方法

演变特征是工艺信息的载体，然而现有工艺模型以加工后特征表达为主，难以揭示加工过程演变特性。因此，提出工艺数据驱动的加工演变特征快速建模方法，旨在提高工艺设计准确性。首先，定义加工演变特征，构建动态与静态模型间几何关联机制；其次，基于时间维度创建加工特征演变信息模型，并阐述了其附属工艺数据的组织与管理方法；然后，建立加工截面与去除体之间的映射机制，提出了切削参数驱动演变特征几何模型的快速创建方法；最后，基于三维零件工艺设计系统开发加工演变特征创建模块，对提出的演变特征快速建模方法进行了有效性验证。     

零件工艺知识建模及其相似性度量方法研究

针对计算机辅助工艺规划系统中零件工艺设计知识重用的问题,提出一种适用于三维工艺知识重用的知识建模及相似性度量方法。通过分析零件工艺知识中三维几何特征的演变规律,提出加工元和加工元序列的概念。基于因素空间理论,分析工艺知识的信息本质,定义了工艺知识元并给出了知识元的因素集,以此构造出工艺知识空间表达模型。根据因素状态值的数据类型,将高维的知识元因素空间投影到三维度量空间,并给出三个维度各自的相似性度量函数。利用欧氏距离公式得出知识元的空间距离,归一化后得到知识元的相似性。     

基于模型定义的孔特征实例化方法及应用

针对自动钻铆过程中对于装配信息的需求,设计一种基于模型定义的孔特征实例化方法。以孔特征为单元利用孔特征实例模板的循环匹配创建实现产品装配工艺信息的数据定义。根据实际加工需求进行未定义孔特征实例信息的属性值添加,保证装配信息的完整性。通过将装配信息储存在产品装配信息数据库中实现向后续制造活动的信息传递。实验表明：该方法可以有效实现装配信息的组织和传递,有效驱动机床进行制孔加工作业,实现CAD、CAM系统数据源的统一。     

基于加工意图的机加工艺知识重用方法研究

为了解决目前工艺知识重用方法存在的问题,强化工艺知识重用时工艺员的主观能动性,满足工艺员对工艺知识的个性化、多元化需求,以MBD工序模型几何演变过程中蕴含的工艺知识为研究对象,提出基于加工意图的工艺知识重用方法。给出了加工意图的建模方法,加工意图的几何演变、工艺语义信息的捕捉方法以及加工意图的降维处理方法。提出多属性融合的加工意图与MBD工艺知识元的相似性加权评价方法,并进行了实例验证。     

基于Web的复杂盘套类零件CAPP集成系统研究

提出了一种基于Web三层结构的综合智能化CAPP系统体系结构,采用分层零件信息表达模型,运用基于特征实例(FCBR)的综合智能化工艺设计理论与基于加工方向特征相似模糊匹配的原理,实现了零件的加工工艺的自动生成,运用特征映射方法对工艺路线进行优化。     

轮胎模具工艺知识自学习方法研究

根据轮胎模具零件特征的特点,从特征信息表达、工艺知识库创建和工艺路线决策三方面对轮胎模具工艺知识自学习方法进行研究。首先根据轮胎模具零件特征加工时的依赖关系建立特征依赖树模型,用于表达零件特征信息;接着以特征依赖关系及特征与工艺之间的对应关系为出发点创建工艺知识库;最后采用相似案例集和互补案例集指导新案例进行工艺路线决策。全文以轮胎模具钢花纹圈工艺设计为例,通过自学习得到了与实际工艺设计高度吻合的工艺文件。     

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。     

箱体类零件变批量生产的分层工艺实例检索策略

针对目前计算机辅助工艺设计中基于实例的工艺相似性检索问题,从总体信息、零件特征、生产批量和制造资源角度出发,提出了面向变批量生产的分层工艺实例检索策略.通过工艺知识的分层表示与组织、分层相似性匹配并设定相应的阈值,实现实例工艺的逐层过滤,最终得到一个与待加工零件机械加工工艺最相似的实例工艺.该策略克服了实例工艺检索扁平化的弊端,实现了实例工艺知识在不同层次上的重用.以某发动机缸体生产为研究对象进行了应用验证,证明了该方法的可行性和实用性.     

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。     

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。     

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。     

导管数控弯曲工艺知识管理技术研究

为实现导管数字化集成制造模式,分析了导管数控弯曲过程中工艺知识的内容、特征及其存在形式,采用基于重用的方法将工艺知识分为两类:重用型工艺知识和决策型工艺知识;针对其内容结构特点,研究了工艺知识的表示与存储方法,建立了它们的关系数据库存储模型,进而构建了导管工艺知识管理系统的结构模型;研究了知识推理技术,建立了基于关系数据库技术的正向和反向推理方法,实现了导管工艺设计过程中的可加工性分析和制造资源选择;针对导管工艺的特点实现了基于实例的工艺参数设计(CBR),提高了导管数控弯曲工艺设计的效率。     

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。     

面向含有辅助特征的工艺模型创建方法

为了创建含有工艺辅助特征的工艺模型以提高工艺规划效率,提出面向含有工艺辅助特征三维工艺模型的快速建模方法。基于工艺辅助特征的具体作用,将其分为辅助加工特征、辅助装夹特征、辅助测量特征和辅助装配特征4类;对各类型辅助特征进行参数化设计,并建立工艺辅助特征库进行管理;基于工艺辅助特征的关联准则和添加方法添加工艺辅助特征,并创建了三维工艺模型。通过NX开发的相应功能模块验证了所提方法的有效性。     

可配置的复杂构件结构性能特征知识模型

为提高知识在复杂构件结构智能优化设计中的可重用性,探讨一种可配置的结构性能特征知识表达方法。提出一种层次式结构性能特征知识组织结构,考虑同族构件结构的相似性,将复杂构件的结构性能特征细化表征。针对细化结构性能特征导致知识量大增、知识表达与重用困难等问题,构建基于矩阵的层次式结构性能特征知识模型,探讨基于任务的快速知识配置与重用策略,以提高知识的重用效率。以挖掘机动臂为例,应用该方法进行结构性能特征知识的表达,构建知识获取与配置软件模块,通过知识配置实例验证了所提方法的可行性和有效性。