混合特征识别器加工工艺规划.doc

本科毕业设计(论文)题目 混合特征识别器加工工艺规划系统（以下六项用宋体标4号字）学 院机械自动化学院专 业机械工程及自动化学 号014908200651学生姓名罗明指导教师肖明日 期2011年10月混合特征识别器加工工艺规划系统Y.宇 ，E.王 ，Y.S.金，H.M.Rho2(1) 韩国水原市成均馆大学机械工程学院韩国科学研究院系统技术和技术，汉城，韩国 2 处摘要我们描述的混合特征识别方法加工特征集成三个鲜明的特点识别方法： 图匹配、 基于单元格的最大卷分解和负功能使用凸分解的分解。每个方法都有优点和局限性，因为这是独立评估。我们整合这些方法的顺序工作流中的每个方法认识到它的长处，根据功能并先后简化为以下的零件模型方法。我们找出两个异常的情况下应用中的最大卷分解，和他们的通过引入限制 halfspaces 治愈。然后合并功能卷认可的所有三种方法成一个统一的分层功能的捕获功能交互信息，描述，包括基于几何特征的加工优先关系关键字：CAPP、 CAM、 功能工艺规划系统应该有能力处理工业需求的多样性、 灵活性和敏捷性产品制造。特征识别已设计信息链接视为一项关键技术和制造信息，以及发展大量处理规划和成本评估系统取决于它。加工的应用程序，必须是一个部分例如插槽、 加工特征的描述步骤和便利下游应用程序的口袋。过去十年的加工技术特征识别取得稳步进展，但目前有没有令人满意的特征识别器，它依赖特征识别单个方法。每个功能识别方法都有其自己的长处和短处，优势和局限性。因此，发展更强健的、 几乎完整的特征识别系统中，多个特征识别方法必须是纳入系统等，他们相互补充他人的能力。本文介绍正在混合特征识别系统基于特征的自动为开发规划系统 (FAPPS) I 的过程。2 前面的特征识别方法已尝试发展混合功能识别算法 2。开发 Laakko 和门蒂莱结合的加工特征识别算法使用规则和约束基于图匹配方法3 的系统。高和沙提出一种混合方法，基于提示的功能相结合图匹配方法4 识别。这些以前的方法被视为图匹配的方法，不是真正的增强功能独特的特征识别技术的组合。本白皮书考虑三个明显的特征识别被合并到一个混合特征的方法识别系统： 图的匹配 （GRP），最大卷分解 （MVD） 和负功能使用凸fe分解分解 (NFD)。2.1 图匹配方法 （GRP）图形匹配方法一直非常受欢迎的特征识别研究社区 5 6。在这B 销售代表的一部分的做法，是由图形表示其节点表示的脸和代表其弧边缘。功能被定义为子图和部分模型中出现的每个功能搜索子图。这种做法是高效率及稳健，认识到非交互功能。然而，当功能进行交互的拓扑和几何模式功能被摧毁的相互作用。主要图匹配方法的问题在于它无力认识到这种相互作用的特征2.2 最大卷分解 （MVD)鉴于部分和其股票的材料，是三角洲卷定义为差集之间的部分，股票的材料。所指明的股票的材料用户，或生成的部分的外框。三角洲卷是卷的将要删除的总和加工。最大卷分解方法采用三角量的一部分作为输入并分解大和简单的 subvolumes 到它被称为最大7 的卷。已经证明，最大卷对应于加工特征。Halfspaces最大卷的是半空间模型和它没有任何凹边。最大卷分解方法可以识别相交特征。然而，作为单元格的个数它可能会增加，组合的复杂性。2.3 负功能分解 (NFD)交替总和的卷的分区 （ASVP） 是凸形轮廓，分解凸卷设置差和切割操作 8。它组织外部的层次结构中的任何部分的边界脸虽然将容量组件与这些面孔相关联。由有系统地结合根据组件分解和脸上的层次结构分解，期间获得的依赖项信息ASVP 分解转换成窗体功能分解 （筹资）。加工的应用程序图 1： 混合特征识别系统正、 负压转换应用于所有积极形成功能，其中将筹资转换为负功能分解 (NFD) 组成的一个积极基组件和负面删除卷。这些负面删除卷被列为加工根据对其原始的脸信息 9 的功能。此方法是能够识别交互功能。NFD 方法生成丰富的功能的信息，包括分层组织的功能，和功能之间的相互作用，包括基于几何特征的加工优先关系。然而，其几何域限制的平面和圆柱面临的与平面沿圆边进行交互，是限制。3 混合特征识别系统发展混合功能的主要考虑因素识别系统是结合的不同方法有效地使他们互补别人的功能，而不影响性能和完整性。我们的见解是，每个单独的功能沿有特征识别方法效率与丰富性轴，代表一折之间正在快速，或被彻底和强健。这导致我们采用顺序工作流中，大约在不断增加的复杂性的特征识别方法，在每个方法的处理很好，和先后简化为以下的零件模型方法。这就需要一个后处理的步骤将合并到所有三种方法识别的功能统一的功能的表示形式。概述了我们的混合特征识别系统如图 1 所示。3.1 非交互特征的玻璃钢识别匹配方法 （GRP） 这个图是有效的认识到非交互功能。我们将此应用方法首先，主要是为了简化零件模型之前应用 NFD。这样获得非交互的集功能。对于每一组的面孔公认的一种功能，相应的功能卷被实例化，并且从使用布尔运算，获得的部分中删除 删除所有非交互功能的筛选的部分。甲部图 2 (a) 所示，图的匹配认识到两种盲孔功能。图 2： 混合特征识别的示例。作为一个单独的预处理步骤，确定混合作为圆柱或环形面孔直或通告有两个非相邻沿切线连续的边缘边和非平面上彼此相邻的只其他的混合。从由部分中删除这些面孔unblending，其发布的筛选和混合的一部分，图 2 (b) 所示。这是 MVD 方法的输入3.2 选择性最大卷分解最大卷分解可以处理任何解析曲面，包括圆锥形、 球形、 和圆环 (CST)脸。然而，它基于单元格的方法可能患组合发生爆炸。选择性 MVD 地址通过限制 MVD 面孔的一套组合问题I 01，用户以交互方式选择CST 脸部特征识别选择性 MVD 方法有了进一步的发展到了能力，以识别与科学和技术委员会的脸，所有卷如下所示。1.选择所有科学和技术委员会的脸和所有面相邻的 CST面对，三角洲卷，在自动。2.申请使用选择的面来获取选择性微血管密度subvolumes。.扩展所有选择的面有凹边。.相交三角洲的卷，面临的扩展获取单元格。.撰写成最大卷的相邻单元格如果它们满足条件的最大卷。然后包含三角洲的CST面孔subvolumes容量是特点与CST面孔。 一制约在选择CST面孔是仅面孔与凹面边缘因为MVD要求凹面边缘，被选择。撤除CST面孔假使选择的MVD引起的subvolumes， a方法构想去除CST面孔从部分，使用特点代数。图3 ： 限制半空格(案例1)。 分类根据面孔遏制的subvolumes。 GROUPI ： 包含的subvolumes CST面对。 GROUPI ： 包含的subvolumes CST面对。 对CST面孔。 对CST面孔。 前二个小组。2. 引起每个特点的实际容量在GROUPI。 特点S，在GROUP2，特点F的实际容量获得作为F之间的集合差和所有S联合。 3.与part.团结实际容量。 为在上图显示的被过滤的和unblended部分2 (b)，subvolume与一张圆锥形面孔在GROUPI和它与所有四subvolumes在GROUP2互动。 申请特点代数获得实际容量显示的在图2 (b)。 团结此与过滤和unblended部分得到在上图显示的非CST部分2 (c)，没有CST面孔。 治疗异常案件使用限制半空格MVD引起最大的容量，一般延伸对从part.的一张原始的面孔导致的半空格。 这些容量起因的最大的本质二异常案件在运用特点代数案例1 ： GROUP2特点包含一张CST面孔让F表示特点有CST面孔。 然后F将是CST面孔，这样S与F.互动。 然后S将是在GROUP2. 然而，如果S最大的引伸会由CST面孔(的F)，然后结果一定MVD将是有一张CST面孔的GROUP2特点S。 这是说明在表3为一个槽孔特点SI在GROUP2那与一个圆锥形特点F在GROUPI，这样互动SI延伸到F.的圆锥形面孔。 特点的应用代数导致CST面孔余留在part。 要演讲这个案件，我们认为一张CST面孔原始的面孔，即。 起源于零件模型，当它发生在GROUP1特点，而是作为一张虚拟面孔，当它在GROUP2特点发生。 一张虚拟面孔是没有必要在代表特点的形状，和能被所有等效表示法替换。 我们消灭虚拟CST面孔通过介绍平面半空格任何地方在F之内的容量，获得a修改过的S，显示在上图3。 概念上，这平面半空格限制最大的容量的程度。 限制半空格被核实使用交叉点测试保证修改过的S，不干涉part。 运用特点代数使用修改过的S，介绍一张新平面面孔在零件，被分类作为a虚拟面孔。 案例2 ： 合并共面原始的面孔。 也可能会导致生成的微血管密度最大的卷不相交的原始面都是互相共面图4 ： 限制半空格(案例2)。合并到一张唯一面孔里在最大的容量。 PartT在图4有一个圆锥形孔特点互动与二小槽孔特点，这样旁边和底面槽孔共面。 MVD引起一唯一最大容量SI在GROUP2，合并三对共面面孔。 结果，二个小槽孔特点将被合并入一个唯一大槽孔特点，如所示在表4，上部权利。 这个情况不是中意的，作为它丢失一些内在特点有用的资料在T。我们通过计数原始的面孔尖查出这个案件8从每MVD容量的面孔对输入part.的面孔。 SI的三张面孔被查出作为有二件原物面对尖其中每一，对应到二弄乱套三在T连接了原始的面孔，是二小槽孔特点在T。 为每套连接的原物面孔，我们介绍限制的平面半空格，如所示在表4，左下。 特点代数的结果介绍二张新平面面孔入被简化的部分，哪些被分类为虚拟面孔。 因此，被简化的部分包含二个槽孔特点，而保存内在信息这二个槽孔是弄乱3.3 由 NFD 的相互作用特征识别NFD 使用递归体积分解算法。这是强大的能力来处理功能交互作用。它还生成丰富的功能的信息自动，包括内外容积的层次结构中，面对依赖项、 交互功能和 geometrybased加工优先关系。替代性特征表示生成的生长发育特征通过虚构的内面，和聚合具有共同基础的面孔，如图 2(e) 所示的特征相反的可能导致许多非交互功能中间体组件的高度相互关联的这可能需要切割操作凸分解，过程中，这可以失去了很多丰富的功能的信息。我们应用玻璃钢的方法第一次来简化零件模型，可以极大地在 NFD 期间减少切割操作的需要。由于 NFD 算法依赖凸包操作，它需要多面体的输入。NFD 法已经扩展以处理共混物和圆柱面内的通过定义转换方法广泛几何域从一个多面体的抽象。没有这种转换已定义的圆锥形、 球形、 或圆环 (CST)所以这些无法处理的 NFD 方法的脸。因此，我们应用 MVD 第一，要删除这些功能CST 面。3.4 统一的特点交涉这三种方法的每个输出其认可的功能卷。因为 NFD 提供了丰富的功能交互信息，我们采用它作为主要特征表示形式。玻璃钢和 MVD 所承认的功能然后添加到 NFD。NFD 自动计算的脸依存关系图 5： 变化的手臂部分8 期间凸分解。鉴于玻璃钢或微血管密度功能卷 F，我们获得的等效的脸依赖关系，如下所示1. 对于每个脸 f F 的找到相应的原在输入部分中，使用的脸相交测试的脸 g。2. 对于每个脸 h g 输入部分毗邻，找到已在 NFD，具有原始特征 J面对 j 面对 h 输入部分对应。这是琐碎的指针遍历，使用指针的脸NFD 中存储的信息3. 测试是否新功能 F 的脸 f 具有依赖项现有功能 J 的原始脸 j，使用的脸相交测试。4. 如果测试成功，插入到新的功能 F为现有的孙子 NFD 功能 J.（请注意，NFD 层次结构是交替的卷数。相同的两个特征的一个 quasi-disjoint 联盟如两负，表示为 grandparentgrandchild空中间节点，也就是说，与关系(J u * F） 表示为 J-* (-* F）。）注意原始的面孔附庸联系是许多tomany在一般案件，即。 一张面孔输入零件在两个或多个特点能被分类作为原物，和相反地，一张特点面孔能对应于二或更多弄乱原始的面孔。 因此，一个新的特点F可能有面孔附庸对两个或多个现有的特点J。 在这种情况下， F增加作为孙所有这一类特点J。 因此，统一的特点表示法成为a(被指挥的非周期性)图结构。甲部图 2 (a) 中的统一的特征表现图 2(d) 所示。这是简化的视觉结构层次的 NFD 的表示形式强调加工优先关系，和说明图结构的特征交互。已附加微血管所承认的实际容量作为后代特征 (a) 的圆孔，(b)4 个口袋和 (c) 四个插槽4 应用到现实世界的一部分变化的手臂，图 5 所示，使用真实的一部分运输加工工具从一种工具，杂志铣床。它围绕一个中心的附件。工具轴被从事的结束部分，这是主要以适应工具轴圆柱。每个结尾部分有一个圆锥形的表面，与环状交配套筒工具周围的槽口。这圆锥形表面是关键表面提供垂直的支持期间运输。以前，特征识别使用图匹配 +NFD 不能处理的圆锥面，所以功能简化的变化手臂上完成了识别