箱体类零件加工特征图分解匹配识别算法研究

摘要

目前全三维产品设计制造模式已经成为机械制造行业发展的重要目标，而CAD/CAPP集成是实现全三维设计模式的重要环节。现阶段三维CAD与CAPP系统间数据信息无法直接共享，形成各自的信息孤岛。加工特征识别技术是实现CAD/CAPP集成的关键，也是提高CAD/CAPP设计效率的重要技术手段。为此，本文重点开展箱体类零件加工特征图分解匹配识别算法研究，主要研究工作如下： 1)分析国内外特征识别技术及发展趋势，研究CAPP系统中零件信息描述方法，分析零件特征定义、分类及箱体类零件加工特征的属性与特点，给出加工基面及内环基面等属性定义，通过自定义面节点及弧边属性构建零件模型的属性邻接图，实现箱体类零件Brep模型基于属性图的信息表达。 2)针对箱体零类件特征识别过程中孔系加工特征图过度分解和部分相交特征无法提取的问题，提出基于图分解与图组合的特征信息提取算法。该算法首先去除非加工特征面和过渡特征，再依据面属性进行多次分解，保证孤立特征、相交特征的彻底提取；然后按图组合规则重组加工特征图，确保孔系加工特征图的完整性，并精确提取相交特征的子特征加工特征图。 3)为解决箱体类零件中典型加工特征图类型匹配时间复杂度大、准确率低的问题，提出一种基于矩阵变换的简单无向连通图同构改良算法；并结合加工特征的启发式规则、拓扑和几何信息提炼出一种信息分层匹配的特征匹配算法。该算法结合几何信息可提升匹配的准确率。 4)利用UG平台实现基于图的特征提取与匹配算法，研究开发箱体类零件典型加工特征识别原型系统，并以某典型箱体类零件为例进行加工特征识别算法验证，算例表明了本文研究的箱体类零件加工特征图分解匹配识别算法的可行性与有效性。

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