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。     

基于扩展特征树的三维CAD模型相似评价

针对现有的三维CAD模型检索算法难以有效捕捉零件中包含的工程语义、无法满足设计重用需求的问题,提出一种基于扩展特征树的三维CAD模型相似评价方法。以三维CAD模型的边界表示为输入,通过交互定义设计特征及自动识别特征间关系的方法建立其扩展特征树;综合扩展特征树及其特征的几何属性表征给定三维CAD模型,并通过非精确的树匹配算法及一种自适应的权重分配方案实现三维CAD模型间的相似评价。理论分析及实验结果表明,该算法能够快速检索到相似的三维CAD模型,其检索结果较好地反映了模型的设计语义,满足设计重用需求。     

融合制造语义的三维CAD模型检索方法

为了更好地实现面向制造领域的三维CAD模型制造信息的有效重用,提出一种融合制造语义的三维CAD模型检索方法.首先将三维CAD模型转化成以制造特征为基础语义对象的结构化表示的CAD模型,并用制造特征耦合图来表示;然后提取用于评价两个制造特征之间相似性的属性信息,构建多属性融合的制造特征相似性加权评价模型,并以此来构建以制造特征为节点的完全二分图;最后采用最优匹配算法计算出各制造特征的最优匹配方案来计算两个三维CAD模型的相似度,以此作为评价模型相似性的依据.实验结果表明,该方法能够较好地实现融合制造语义的三维CAD模型检索,可以有效地支持面向制造领域的三维CAD模型制造信息的重用.     

面向数控工艺重用的三维CAD模型局部结构检索

为实现已有零件数控工艺的有效重用,提出一种面向数控工艺重用的三维CAD模型局部结构检索方法。引入中轴变换作为加工特征的参考刀具轨迹,探究了中轴变换与数控加工的关联关系;提出一种局部结构快速过滤方法,从而有效排除不符合数控工艺重用要求的局部结构实例;通过提取多属性融合的特征描述子,构建了面向数控工艺重用的局部结构相似性评价模型。实验结果表明,该方法能够有效支持面向数控工艺重用的局部结构检索,提高数控工艺设计效率,满足企业的实际工程需求。     

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.     

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。     

CAXA制造工程师在岛屿—凹槽类零件建模与加工中的应用

利用CAXA制造工程师的CAD模块对零件进行三维实体建模,用其CAM模块对零件进行加工模型的创建、加工设置、成型过程仿真和数控编程,利用其后处理功能,自动生成零件的数控加工NC代码,提高了零件的设计和制造速度。     

建立基于特征的零件工艺数据库

针对目前商品化二维CAPP系统难以实现模型信息有效表述的缺陷，研究了基于特征建模方式的三维实体模型中形状特征和工艺特征信息的提取方法，并在工艺数据库中对各种特征信息及特征之间的关系加以合理的表示和存储。所形成的数据库能有效地支持零件相似设计、相似工艺检索、工艺重用及设计的可制造性分析。     

面向数控工艺复用的柴油机关键件特征定义

根据船用柴油机关键件的几何形状与数控工艺特点,给出关键件加工特征的详细定义。从制造语义、制造资源、几何信息等方面对特征进行描述,构建柴油机关键件加工特征信息模型,并给出特征的相似度计算方法。最后,以关键件某加工特征为对象,结合所给出的关键件加工特征定义对几种定义方法的特征匹配结果进行分析。分析结果表明,使用所述的面向数控工艺复用的特征定义方法,能够实现加工特征的高效精准匹配,进而对已有数控工艺成果进行复用,提高NC程序的编制质量与效率。     

法兰盘类零件检索式CAPP系统在数控加工中的设计与实现

针对数控加工中零件信息的多样性,整合CAPP和NC中的共用资源,设计法兰盘类零件的检索式CAPP系统。检索式CAPP系统建立在成组技术基础上,利用零件的工艺相似性,通过检索和修改标准工艺(典型工艺)规程来制定相应的工艺规程[2]。在设计中涉及到成组技术、特征编码以及数据库设计与开发等关键技术。在实例开发中,以成组技术为理论指导,用Access创建零件工艺数据库,VB开发相应程序。该系统可直接检索已有的零件,可对任意法兰盘类零件进行特征编码,并判断其族类,对已有的族类检索出相似工艺,修改后保存,可为数控加工编程做准备。     

基于特征的零件工艺参数化变型设计

为实现企业快速响应市场的需求,在智能化CAPP的理论基础上,利用工艺的可重用性,对基于特征的零件工艺参数化变型设计进行了深入的研究。建立了以三维参数化工艺模型为核心的典型零件工艺模板,结合参数化设计技术,生成特征驱动的工艺模型和加工工艺,实现了零件工艺的变型设计。最后,以某型号的板类零件为例,验证了该技术的智能性和实用性。     

基于STEP-NC的CAD/CAPP/CAM/NC集成系统研究

介绍以ISO14649中STEP-NC为基础的集产品设计、工艺设计、加工制造为一体的新CAD/CAPP/CAM/NC体系结构,研究联结产品设计和STEP-NC加工制造的工艺设计步骤,着重分析设计特征和制造特征的转换、制造特征分解、零件工艺信息模型及制造特征排序的机制。在Pro/E设计特征系统的支持下先进行CAD设计,然后通过Pro/TOOLK IT提取制造特征,建立零件工艺信息模型,再根据特征组工艺库、知识库和制造资源库对工艺方案进行整理,最后生成STEP-NC文件。     

基于三维零件模型的工艺路线设计方法研究

针对基于三维CAD的计算机辅助工艺设计(Computer Aided Process Planning,CAPP)的发展需求,提出了一种基于三维零件模型的工艺路线设计方法。从零件三维模型中提取加工特征,建立以加工特征为核心的工艺信息模型,有利于与上游CAD以及下游CAM的集成和信息共享。在工艺信息模型基础上建立以加工元为基元的工艺决策模型,通过聚类和排序约束实现工序/工步的确定和排序,实现工艺决策过程的算法化。通过飞机双面大框零件实例说明了该方法是简单有效的。     

计算机辅助工艺设计(CAPP)

第四讲 CAPP与数控编程的集成 一、CAPP与NC编程集成的意义 采用数控机床作为加工没备时,产品的设计与制造过程通常要经历从产品设汁、工艺过程设计到数控编程等阶段,这就涉及到CAD、CAPP、NC编程之间的连接问题。过去,CAD、CAPP与NC编程系统独立发展,其联系是通过图纸与文件,依靠人工进行转换来实现的。通常,CAD系统输出所设计的零件图,然后由人工进行转换,将图纸信息转换为CAPP的输入数据,CAPP处理后输出零件加工工艺文件。在此基础上,将CAD与CAPP输出的图纸与工艺文件再次通过人工进行转换,得到NC编程系统所需的数据(如某种自动编程语言源程序),经过NC编程系统的处理后,生成数控加工程序。其过程如图1所示。     

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。     

基于同步建模的工艺设计

为了解决零件制造过程中二维工序图与三维设计模型不相关的问题,提出了基于三维模型的工艺设计方法。首先提取三维设计模型的设计特征,将其与加工方法相关联,并映射为加工特征,再根据工艺知识对加工特征合并、聚类和排序,生成工艺过程路线,然后以该工艺路线的逆过程为导向,采用同步建模技术依次构建工序模型,通过加工余量和加工特征与工序模型相关联,直至生成毛坯模型。以电机轴零件为例,快速、准确地建立三维工序模型,实现了三维工艺建模的自动化。     

工艺语义驱动的序列三维模型构建系统

为满足企业对三维工序模型的迫切需求,提出一个工艺语义驱动的三维模型构建系统框架.以数字化工艺卡片为研究对象,将工艺信息引入三维重建领域中,采用自然语言理解技术,从工步语言中提取工艺语义模型,以描述工艺设计意图.根据二维工序图形进化过程和特点,将工艺语义模型映射到工序图中,以指导工序图形理解,完成制造毛坯序列三维模型的构建.开发了一个原型系统,该系统能实现三维工序模型快速自动生成和切削加工工艺过程可视化仿真.以某涡轮减速箱零件为例,对系统进行了实例验证.     

基于集成模型的多层次设计重用方法

针对产品开发过程中对设计重用的需求,提出基于集成模型的设计重用系统,该系统可支持多个层次和粒度的设计重用。实例检索系统用于实现产品和零部件相似实例的检索,适于难以采用模型表达的设计知识的重用;结构配置系统可实现一类变型产品的快速配置,适于零部件结构和模块的重用;参数化系统映射属性集,可驱动CAD模型,适于零部件参数和特征的重用。最后,结合某减振器企业开发了支持多层次设计重用的变型设计系统,初步验证了该方法的可行性。     

异构CAD平台网络零件库系统的研究与实现

为满足不同CAD用户间三维零件资源共享和重用的需求,围绕多CAD平台和网络化,建立了异构CAD平台网络零件库系统体系结构,提出了零件通用三维浏览模型、零件调用与参数化驱动和零件库建库工具的实现方法和过程.并综合应用CAD软件的二次开发接口、AJAX异步通信、Web3D等先进技术,在.NET框架下开发出了针对机电典型行业中标准化、系列化零件三维图形的网络零件库系统,能实现零件三维模型在线浏览和参数化驱动,并能实现对网络零件库数据的有效管理与扩充.     

回转类零件NC加工智能编程系统

阐述了我公司自行研制开发的回转类零件NC加工智能编程系统,该系统是基于Esprit-X11数据应用软件,利用其二次开发语言Language Programming研究开发的智能化编程系统,主要应用于汽轮机关键零件－－整体转子的NC加工的程序编制。该系统运用CAD／NC全集成的系统原理,在CAD模型接口、CAD几何信息的择取、NC模型转换、NC工艺规范、中间数据转换、NC指令生成以及仿真加工等方面进行了研究和开发。