專利名稱：一種基于step-nc相交特征自動識別方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種基于STEP-NC相交特征自動識別方法。
背景技術(shù)：
傳統(tǒng)CAD所建立的零件建模一般只包含純幾何拓撲信息，如頂點、邊、面以及它們之間的幾何關(guān)系等。加工特征識別是將這些純幾何信息表示的幾何形體轉(zhuǎn)換為具有特定意義的加工特征。近些年來，盡管三維CAD已經(jīng)逐步采用基于設(shè)計特征的建模技術(shù)，然而由于設(shè)計特征并不總是攜帶CAPP系統(tǒng)所必須的制造信息。因此在CAPP系統(tǒng)中，加工特征識別是首先應(yīng)當完成的必要步驟，同時在CAD/CAPP/CAM —體化過程中，不論CAD輸出是純幾何信息或者是基于設(shè)計特征建模技術(shù)生成的設(shè)計特征模型，特征識別都可以自動地識別出零件的加工特征，提供了智能轉(zhuǎn)換接口。在特征識別中，一些特征由于之間的幾何交叉，造成原特征的邊和面丟失或者不完善，形成了一個復雜的幾何形體，此類幾何形體稱為相交特征。到目前為止，比較成熟的相交特征識別方法可以被認為是以下三類方法之一或者其中兩個組合而成基于圖，基于痕跡或者體積分解方式。這些相交特征識別方法存在一下缺陷
方法在識I) 一些研究者采用添加虛鏈的方法來提高基于圖的特征識別別相交特征方面的能力。這里虛鏈是指因特征發(fā)生相交而丟失的面鄰接關(guān)系。此類方法存在的問題是不能確保添加虛連接都是正確的，最終需要采用子圖匹配來識別出特征，而子圖匹配是NP問題，非常耗時。2)基于痕跡的特征識別方法是上世紀90年代提出的。特征痕跡是指一個特征在零件模型中存留的信息。在特征發(fā)生相交后，特征的完整邊界模式就已經(jīng)不存在了，但是只要它是零件的一個特征，就一定在零件模型中留有痕跡。相對于其它方法，此類方法能更好的識別相交特征。但是它同樣有自己的缺點，比如找出的一個特征痕跡未必能識別出一個特征，對于復雜特征很難找到一個合適的痕跡，同時特征痕跡依賴與具體的特征類型，很難添加新的特征類型。3)體積分解方式主要分為兩大類基于立體交替與分解方式和基于單元體方式。此類方法對零件模型分解成凸體集合，然后重新組合，理論上能夠識別任意相交特征。但它不能保證得到正確的加工特征，更不可能直接得到想要的加工特征，并且計算量相當大。4)基于圖和痕跡的方法中，比較典型的是以最小子圖為痕跡找出相交特征。在該算法中存在的問題是首先在添加虛鏈的時候，將最小子圖中的某些凸邊當作無用邊而排除在外并不是很合理，因為這些凸邊本來就是由于特征相交而產(chǎn)生的；其次是一般識別出來的各個特征之間會存在公共體積，在處理公共體積時只能隨機從一個已識別出來的特征出發(fā)，逐個解決公共體積問題，與此時還會出現(xiàn)新的特征。為了促進制造業(yè)的發(fā)展完美的實現(xiàn)CAD/CAPP/CAM —體化，1997年歐共體通過OPTIMAL計劃，首次提出了 “STEP-NC”概念，STEP-NC是面向現(xiàn)代計算機數(shù)控系統(tǒng)的一種新的CAM/CNC數(shù)據(jù)接口規(guī)范，用以取代沿用已久的IS06983 (G代碼)。相交特征自動識別在STEP-NC中也是非常重要的步驟，但是目前國內(nèi)外在此上研究的比較少。STEP-NC中相交特征的識別和傳統(tǒng)上相交特征的識別是有所區(qū)別的它不是采用顯性方式而是隱性方式來描述加工特征，即我們只需要獲取特征的相關(guān)參數(shù)就可以了，最終加工特征表示與原幾何模型沒有直接聯(lián)系。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是，針對現(xiàn)有相交特征識別算法存在的問題以及其在STEP-NC中應(yīng)用問題，本發(fā)明提供一種基于STEP-NC相交特征自動識別方法。采用的技術(shù)方案是
一種基于STEP-NC相交特征自動識別方法，包括需完成的加工特征鄰接圖的構(gòu)造、相交特征的判定、相交特征的分割、加工特征的匹配及加工特征的STEP-NC表示的必要步驟。其步驟如下
一、加工特征鄰接圖的構(gòu)造
(1)首先提取CAD系統(tǒng)生成的中性文件即STEPAP203文件獲取類型為ADVANCED_FACE的所有實體，獲取每一個ADVANCED_FACE實體的幾何性、坐標和法向等信息，建立一個ALVertex對象并將它插入EAAG的頂點列表中。然后遍歷ADVANCED_FACE的每一個子實體對象，得到類型為Oriented_edge的有向邊列表,獲取每一個0riented_ edge實體的端點、幾何性、坐標和方向等屬性，并計算Oriented_edge的凹凸性,建立一個ALEdge并將其插入到EAAG中對應(yīng)ALVertex下的邊節(jié)點列表中；
(2)加工特征鄰接圖(MFAG)是在擴展屬性鄰接圖(EAAG)中刪除零件外輪廓面所表示的結(jié)點后形成的連通子圖，其外輪廓面判定
dD首先，獲取EAAG中的面節(jié)點列表ALGVertex [I. . n],遍歷每一個面節(jié)點,如果面節(jié)點
的鄰接邊都是凸邊，則該面可能是外輪廓面，如果面節(jié)點的鄰接邊存在凹邊，則該面為加工特征面；
0其次，獲取所有可能是外輪廓面的法向量，記為NV[1. . N]。NV中的法向量不重復，即相同外輪廓面的法向量在NV中只記一次；
③最后，遍歷所有可能是外輪廓面的面節(jié)點，對于一個NV[I]，如果有多個可能外輪面
法向與其一致，只有在NV[I]方向上最外面的面節(jié)點是輪廓面，其它面節(jié)點是加工特征面；
(3)當識別出加工特征面和外輪廓面之后，將EAAG中所有外輪廓面刪除。為了保持加工特征面的幾何結(jié)構(gòu)完整性，與外輪廓面相連的凸邊并不刪除，只標記它為虛邊。在EAAG的外輪廓面被刪除之后，一般會形成多個連通子圖，這些連通子圖就是加工特征鄰接圖。二、相交特征的判定，是通過判斷加工特征面上是否包含凸邊來識別的，分下列情況判定
(I)在多面體零件中，連接兩個相鄰面的邊一般都是凹邊和凸邊，有時為了避免應(yīng)力集 中或方便加工，使用光滑的曲面代替多面體中出現(xiàn)的尖角設(shè)成光滑的過渡邊，對于光滑的過渡邊凹凸性的判斷如果邊的兩個相鄰面都是凹面，或一個是凹面另一個是平面，則認為該邊為凹邊；如果邊的兩個相鄰面都是凸面，或一個是凸面另一個是平面，則認為該邊為凸邊；如果邊的兩個相鄰面，一個是凸面，一個是凹面，則認為該邊為中性邊。(2)在3D建模時，若在這個3D模型上移除規(guī)則的體積，如加工槽、孔或階梯等所移除的材料體積，就形成了 STEP-NC所定義的基本特征，這些特征與3D模型的輪廓面相交，且相交的邊也都是凸邊，有時為了滿足設(shè)計的需要，在這個特征的基礎(chǔ)上又移除了部分規(guī)則體積得到另一個特征，這兩個相交特征相交的邊界同樣都是凸邊，其實在形成相交特征時，3D模型上既形成了新的凹邊也形成了新的凸邊，但只有在相交邊界上的邊是凸邊，其它地方是凹邊，據(jù)此可以通過搜索面的凸邊來判斷是否存在相交特征；
三、相交特征的分割
(I)是通過添加虛連接(VF)彌補因特征相交而丟失的面和邊，消除加工特征上的凸邊，因為加工特征面上的凸邊是由特征相交產(chǎn)生的，所以當該鄰接圖中不在包含凸邊時就說明相交特征分離完畢。虛連接是由兩個位置和形狀都相同但是法向相反的平面構(gòu)成，記為(VF+, VF-)。這樣添加的虛連接不會對幾何形體的整體產(chǎn)生實際影響，因為VF+和VF-相互抵消。對于復雜的相交特征構(gòu)造的虛連接時，可能使得虛連接之間形成新的凸邊，然而新的凸邊的數(shù)量是收斂的，重復添加虛連接之后就會最終消去所有凸邊。(2)因為特征每一條凸邊都是由兩個加工特征面所共享，添加虛連接時首先要確定它的依賴特征面，如果選擇的依賴特征面不合理，則會引起識別出來的特征不合理甚至完全不符合要求。所以通過對包含凸邊的特征面建立一個有序隊列，按隊列的先后順序添加虛連接，能有效實現(xiàn)相交特征的分離；
四、加工特征的匹配及加工特征的STEP-NC表示
是通過對特征基面進行編碼，將這些特征編碼存儲于數(shù)據(jù)庫中，借助當前比較成熟的數(shù)據(jù)庫查詢技術(shù)識別出加工特征，利用數(shù)據(jù)庫管理軟件SQL Server 2005，將上述特征編碼存放在數(shù)據(jù)庫的關(guān)系表中。在進行特征匹配時，只需要獲取加工特征的特征基面邊的相關(guān)參數(shù)，通過查詢語句能夠準確快速的識別出加工特征，實現(xiàn)加工特征的STEP-NC表示。上述的相交特征的判定是通過判斷加工特征面上是否包含凸邊來識別的，在進行判定之前，將與外輪廓面相連的凸邊排除在外。本發(fā)明是基于圖和痕跡相結(jié)合的方式來識別相交特征，盡可能的減少生產(chǎn)的獨立特征以及優(yōu)先處理特征基面的原則，構(gòu)造了有序相交特征拆分因子隊列；另外，在特征匹配的時候，對加工特征進行編碼，借助當前比較成熟的數(shù)據(jù)庫查詢技術(shù)識別出加工特征，避免了可能出現(xiàn)非常耗時的子圖匹配算法。最后，根據(jù)ISO 10303-238協(xié)議，將識別出的加工特征以隱性方式存儲與STEP文件中，為后續(xù)CAPP和CAM提供一致性接口。


圖1是本發(fā)明的基于STEP-NC相交特征自動識別的體系結(jié)構(gòu)圖。圖2是本發(fā)明的加工特征鄰接圖。圖3是本發(fā)明的生成相交特征拆分因子列表的流程圖。圖4是多面體零件圖。圖5、圖6是帶有開口槽的零件圖。圖7是兩個特征之間帶有公共體積的零件圖。圖8是STEP-NC機于特征的工藝規(guī)劃圖。圖9、圖10、圖11、圖12、圖13、圖14是相交特征的分割圖。
具體實施例方式一種基于STEP-NC相交特征自動識別方法，包括需完成的加工特征鄰接圖的構(gòu)造、相交特征的判定、相交特征的分割、加工特征的匹配及加工特征的STEP-NC表示的必要步驟。其步驟如下 一、加工特征鄰接圖的構(gòu)造
(1)首先提取CAD系統(tǒng)生成的中性文件即STEPAP203文件獲取類型為ADVANCED_FACE的所有實體，獲取每一個ADVANCED_FACE實體的幾何性、坐標和法向等信息，建立一個ALVertex對象并將它插入EAAG的頂點列表中。然后遍歷ADVANCED_FACE的每一個子實體對象，得到類型為Oriented_edge的有向邊列表,獲取每一個0riented_ edge實體的端點、幾何性、坐標和方向等屬性，并計算Oriented_edge的凹凸性,建立一個ALEdge并將其插入到EAAG中對應(yīng)ALVertex下的邊節(jié)點列表中，參見圖I ;
(2)加工特征鄰接圖(MFAG)是在擴展屬性鄰接圖(EAAG)中刪除零件外輪廓面所表示的結(jié)點后形成的連通子圖，其外輪廓面判定，如圖2所示
〔I)首先，獲取EAAG中的面節(jié)點列表ALGVertex [I. . n],遍歷每一個面節(jié)點,如果面節(jié)點
的鄰接邊都是凸邊，則該面可能是外輪廓面，如果面節(jié)點的鄰接邊存在凹邊，則該面為加工特征面；
0其次，獲取所有可能是外輪廓面的法向量，記為NV[1. . N]。NV中的法向量不重復，即相同外輪廓面的法向量在NV中只記一次；
③最后，遍歷所有可能是外輪廓面的面節(jié)點，對于一個NV[I]，如果有多個可能外輪面
法向與其一致，只有在NV[I]方向上最外面的面節(jié)點是輪廓面，其它面節(jié)點是加工特征面；
(3)當識別出加工特征面和外輪廓面之后，將EAAG中所有外輪廓面刪除。為了保持加工特征面的幾何結(jié)構(gòu)完整性，與外輪廓面相連的凸邊并不刪除，只標記它為虛邊。在EAAG的外輪廓面被刪除之后，一般會形成多個連通子圖，這些連通子圖就是加工特征鄰接圖。二、相交特征的判定，是通過判斷加工特征面上是否包含凸邊來識別的，分下列情況判定
(I)在多面體零件中，連接兩個相鄰面的邊一般都是凹邊和凸邊，有時為了避免應(yīng)力集中或方便加工，使用光滑的曲面代替多面體中出現(xiàn)的尖角設(shè)成光滑的過渡邊，如圖4的e2和e3分別是凸邊和凹邊，el和e4是由曲面和平面相切的交線，屬于光滑的過渡邊。對于光滑的過渡邊凹凸性的判斷如果邊的兩個相鄰面都是凹面，或一個是凹面另一個是平面，則認為該邊為凹邊；如果邊的兩個相鄰面都是凸面，或一個是凸面另一個是平面，則認為該邊為凸邊；如果邊的兩個相鄰面，一個是凸面，一個是凹面，則認為該邊為中性邊。據(jù)此可知el和e4分別為凸邊和凹邊。(2)在3D建模時，若在這個3D模型上移除規(guī)則的體積，如加工槽、孔或階梯等所移除的材料體積，就形成了 STEP-NC所定義的基本特征，這些特征與3D模型的輪廓面相交，且相交的邊也都是凸邊，有時為了滿足設(shè)計的需要，在這個特征的基礎(chǔ)上又移除了部分規(guī)則體積得到另一個特征，這兩個相交特征相交的邊界同樣都是凸邊，其實在形成相交特征時，3D模型上既形成了新的凹邊也形成了新的凸邊，但只有在相交邊界上的邊是凸邊，其它地方是凹邊，據(jù)此可以通過搜索面的凸邊來判斷是否存在相交特征。
如圖5的加粗邊界為開口槽和外表面的交線，都是凸邊。通常情況下，該圖形被認為是一個獨立特征，但在STEP-NC中，為了描述工件外表面的加工，定義了平面特征，此處可以認為是平面特征和開口槽相交而成，因此相交的邊界邊應(yīng)該是凸邊。如圖6，el和e2為兩個開口槽相交的邊界，均為凸邊。
三、相交特征的分割
本發(fā)明是通過添加虛連接(VF)彌補因特征相交而丟失的面和邊，消除加工特征上的凸邊，因為加工特征面上的凸邊是由特征相交產(chǎn)生的，所以當該鄰接圖中不在包含凸邊時就說明相交特征分離完畢。虛連接是由兩個位置和形狀都相同但是法向相反的平面構(gòu)成，記為(VF+，VF-)。這樣添加的虛連接不會對幾何形體的整體產(chǎn)生實際影響，因為VF+和VF-相互抵消。對于復雜的相交特征構(gòu)造的虛連接時，可能使得虛連接之間形成新的凸邊，然而新的凸邊的數(shù)量是收斂的，重復添加虛連接之后就會最終消去所有凸邊。虛連接以凸邊為基礎(chǔ)拓展形成的封閉平面，這個封閉平面不存在內(nèi)環(huán)。對于凸邊的端點的處理方式如下
(I)如果端點是兩凸邊的交點，且交點為凹點，則該點不需要做任何處理。(2)如果端點是兩凸邊的交點，且交點為凸點，則沿著其中一條凸邊方向拓展。(3)如果端點是凸邊和凹邊或外輪輪廓面的邊的交點，則沿著凹邊或外輪輪廓面的邊的方向進行拓展。因為特征每一條凸邊都是由兩個加工特征面所共享，添加虛連接時首先要確定它的依賴特征面，如果選擇的依賴特征面不合理，則會引起識別出來的特征不合理甚至完全不符合要求。我們需要盡量滿足以下三個要求，當不可能同時滿足時，按下述順序優(yōu)先滿足前面的要求。I特征之間不能有公共體積
如果兩個特征之間有公共體積，意味著在刀具移除公共體積的材料的時候會出現(xiàn)重復走刀，這是應(yīng)該避免的。從圖7可以看出，el是面f2和面f7的相交邊界,有以下兩種方法添加虛鏈方法1，基于面f7擴展虛鏈接形成虛面fVl ;方法2，基于面f2擴展虛鏈接形成虛面fv2。方法I得到三個不含公共體積的slotl(fl，f2，f3)、slot2(f4，f5，f6)和slot3(f7, f8, f9)，方法2得到兩個包含公共體積的交叉slotl (fl, f2, f3, f4, f5, f6)和slot2 (f7, f8, f9)，很顯然方法I符合我們的要求。2虛鏈接數(shù)量最少
這意味著得到較少加工特征，STEP-NC基于特征的工藝規(guī)劃也會比較簡單。如圖7，在加工工程中，按方法I添加虛面后，可按圖8 (a)移除材料的體積，即三個加工特征；按方法2添加虛面后，則只能按圖8 (b)移除材料的體積，即四個加工特征。因為方法I得到的加工特征少，因此方法I比較合理。3特征基面優(yōu)先原則
特征基面不僅是在幾何上與特征的其它面相連，在設(shè)計或加工過程中還經(jīng)常用基面作為參考面，如果特征基面上存在凸邊，優(yōu)先通過特征基面擴展虛連接往往得到比較理想的結(jié)果，如圖9，因為fl為特征基面，應(yīng)當通過fl擴展虛連接消除凸邊el。為了滿足上述要求，為包含凸邊的特征面建立一個有序隊列
M = (ml, m2,mk) , mi = F(fj,C￥ES, num isBaseface) I < i < k
其中fj表示特征面的編號，CVES表示fj上相連凸邊的集合，num表示CVES的數(shù)量，isBaseface表示f」是否為特征基面。在上述有序隊列中，num越大，fj越靠前,如果兩個特征面num相等,則isBaseface為真的排在前面。生成相交特征拆分因子列表的流程圖如圖3。添加虛鏈之后，本發(fā)明把此時MFAG的面分為四類實體面(EntitiyFace)、虛面(VirtualFace)、分割面(SplitFace)和復合面(CompoundFace),將MFAG的邊也分為四類實體邊(EntitiyEdge)、虛邊(VirtualEdge)、分割(SplitEdge)和復合邊(CompoundEdge)。如圖10 fl和f2是實體面，當添加虛面f3之后，(04243)就被當做特征的一個面，這個面稱為復合面；圖11 :f I是實體面，當添加虛面f3之后，f I被分割成兩個面，分別屬于不同特征的特征面，此時的兩個面被當做分割面。在相交特征分割的時候，從頭到尾依次為隊列中的節(jié)點所對應(yīng)的特征面添加相關(guān)虛連接，完善特征的幾何拓撲結(jié)構(gòu)，消除特征面的凸邊，接著將隊列中其它包含這些凸邊的節(jié)點的num減1，同時將CVES中對應(yīng)的凸邊刪除，如果num等于0，則將該節(jié)點從隊列中移除，最后將頭節(jié)點從隊列中移除，直到隊列為空時說明特征分割完畢。四、加工特征的匹配及加工特征的STEP-NC表示
本發(fā)明將不可再分解的MFAG與IS0/IS 10303-224中定義的制造特征所對應(yīng)的MFAG進行匹配，識別出制造特征。在進行匹配的時候，根據(jù)特征基面邊的特性來判斷兩者是否為同一類型特征。在基本獨立加工特征面中，特征基面是最重要的一個加工面，它與其它加工特征面直接相連，它的邊界可以區(qū)分STEP-NC中所定義的加工特征，還可以確定相交特征加工順序。以下是三類常見制造特征的匹配規(guī)則
(I)如果MFAG的特征基面只有一個邊與側(cè)面相鄰，則說明這個MFAG對應(yīng)著step特征。如圖12所示，f2為特征基面，它只有一個邊與側(cè)面fl相連，因此為step特征。(2)如果MFAG的特征基面的邊界邊圍成了一個圓，則說明這個MFAG對應(yīng)著hole特征。如圖13所示，fl為特征基面，它的邊界邊圍成了一個圓，因此為hole特征。(3)如果MFAG的特征基面的邊界邊構(gòu)成了一個多邊形，這說明這個MFAG對應(yīng)著pocket特征。如圖14所示，f2為特征基面，它的邊界邊構(gòu)成了一個長方形，因此對應(yīng)著pocket 特征。
根據(jù)特征基面邊的數(shù)目、幾何性、虛實性以及對應(yīng)邊的關(guān)系對IS0/IS 10303-238定義的特征進行編碼，編碼表結(jié)構(gòu)如下
權(quán)利要求
1.一種基于STEP-NC相交特征自動識別方法，包括需完成的加工特征鄰接圖的構(gòu)造、相交特征的判定、相交特征的分割、加工特征的匹配及加工特征的STEP-NC表示的必要步驟，其特征在于步驟如下 一、加工特征鄰接圖的構(gòu)造 (1)首先提取CAD系統(tǒng)生成的中性文件即STEPAP203文件獲取類型為ADVANCED_FACE的所有實體，獲取每一個ADVANCED_FACE實體的幾何性、坐標和法向等信息，建立一個ALVertex對象并將它插入EAAG的頂點列表中，然后遍歷ADVANCED_FACE的每一個子實體對象，得到類型為Oriented_edge的有向邊列表,獲取每一個Oriented_ edge實體的端點、幾何性、坐標和方向?qū)傩?，并計算Oriented_edge的凹凸性,建立一個ALEdge并將其插入到EAAG中對應(yīng)ALVertex下的邊節(jié)點列表中； (2)加工特征鄰接圖(MFAG)是在擴展屬性鄰接圖(EAAG)中刪除零件外輪廓面所表示的結(jié)點后形成的連通子圖，其外輪廓面判定 (￡首先，獲取EAAG中的面節(jié)點列表ALGVertex [I. . n],遍歷每一個面節(jié)點，如果面節(jié)點的鄰接邊都是凸邊，則該面可能是外輪廓面，如果面節(jié)點的鄰接邊存在凹邊，則該面為加工特征面； <2其次，獲取所有可能是外輪廓面的法向量，記為NV[1. . N], NV中的法向量不重復，即相同外輪廓面的法向量在NV中只記一次； 最后，遍歷所有可能是外輪廓面的面節(jié)點，對于一個NV[I]，如果有多個可能外輪面法問與其一致，只有在NV[I]方向上最外面的面節(jié)點是輪廓面，其它面節(jié)點是加工特征面； (3)當識別出加工特征面和外輪廓面之后，將EAAG中所有外輪廓面刪除，為了保持加工特征面的幾何結(jié)構(gòu)完整性，與外輪廓面相連的凸邊并不刪除，只標記它為虛邊，在EAAG的外輪廓面被刪除之后，一般會形成多個連通子圖，這些連通子圖就是加工特征鄰接圖； 二、相交特征的判定，是通過判斷加工特征面上是否包含凸邊來識別的，分下列情況判定 (1)在多面體零件中，連接兩個相鄰面的邊一般都是凹邊和凸邊，有時為了避免應(yīng)力集中或方便加工，使用光滑的曲面代替多面體中出現(xiàn)的尖角設(shè)成光滑的過渡邊，對于光滑的過渡邊凹凸性的判斷如果邊的兩個相鄰面都是凹面，或一個是凹面另一個是平面，則認為該邊為凹邊；如果邊的兩個相鄰面都是凸面，或一個是凸面另一個是平面，則認為該邊為凸邊；如果邊的兩個相鄰面，一個是凸面，一個是凹面，則認為該邊為中性邊； (2)在3D建模時，若在這個3D模型上移除規(guī)則的體積，如加工槽、孔或階梯等所移除的材料體積，就形成了 STEP-NC所定義的基本特征，這些特征與3D模型的輪廓面相交，且相交的邊也都是凸邊，有時為了滿足設(shè)計的需要，在這個特征的基礎(chǔ)上又移除了部分規(guī)則體積得到另一個特征，這兩個相交特征相交的邊界同樣都是凸邊，其實在形成相交特征時，3D模型上既形成了新的凹邊也形成了新的凸邊，但只有在相交邊界上的邊是凸邊，其它地方是凹邊，據(jù)此可以通過搜索面的凸邊來判斷是否存在相交特征； 三、相交特征的分割 (I)是通過添加虛連接(VF)彌補因特征相交而丟失的面和邊，消除加工特征上的凸邊，因為加工特征面上的凸邊是由特征相交產(chǎn)生的，所以當該鄰接圖中不在包含凸邊時就說明相交特征分離完畢，虛連接是由兩個位置和形狀都相同但是法向相反的平面構(gòu)成，記為(VF+, VF-)，這樣添加的虛連接不會對幾何形體的整體產(chǎn)生實際影響，因為VF+和VF-相互抵消，對于復雜的相交特征構(gòu)造的虛連接時，可能使得虛連接之間形成新的凸邊，然而新的凸邊的數(shù)量是收斂的，重復添加虛連接之后就會最終消去所有凸邊； (2)因為特征每一條凸邊都是由兩個加工特征面所共享，添加虛連接時首先要確定它的依賴特征面，如果選擇的依賴特征面不合理，則會引起識別出來的特征不合理甚至完全不符合要求，所以通過對包含凸邊的特征面建立一個有序隊列，按隊列的先后順序添加虛連接，能有效實現(xiàn)相交特征的分離； 四、加工特征的匹配及加工特征 的STEP-NC表示 是通過對特征基面進行編碼，將這些特征編碼存儲于數(shù)據(jù)庫中，借助當前比較成熟的數(shù)據(jù)庫查詢技術(shù)識別出加工特征，利用數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)將上述特征編碼存放在數(shù)據(jù)庫的關(guān)系表中，在進行特征匹配時，只需要獲取加工特征的特征基面邊的相關(guān)參數(shù)，通過查詢語句能夠準確快速的識別出加工特征，實現(xiàn)加工特征的STEP-NC表示。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種基于STEP-NC相交特征自動識別方法，其特征在于所述的相交特征的判定是通過判斷加工特征面上是否包含凸邊來識別的，在進行判定之前，將與外輪廓面相連的凸邊排除在外。
全文摘要
一種基于STEP-NC相交加工特征的自動識別方法，包括加工特征鄰接圖的構(gòu)造、相交特征的判定、相交特征的分割、加工特征的匹配及加工特征的STEP-NC表示。首先，采用基于圖和痕跡相結(jié)合的方式來識別相交特征，這里的痕跡是指特征因為相交而產(chǎn)生的凸邊，為保證特征之間不能包含公共體積，盡可能的減少生產(chǎn)的獨立特征以及優(yōu)先處理特征基面的原則，構(gòu)造了有序相交特征拆分因子隊列；其次，在特征匹配的時候，對加工特征進行編碼，借助當前比較成熟的數(shù)據(jù)庫查詢技術(shù)識別出加工特征，避免了可能出現(xiàn)非常耗時的子圖匹配算法。最后，根據(jù)ISO10303-238協(xié)議，將識別出的加工特征以隱性方式存儲與STEP文件中，為后續(xù)CAPP和CAM提供一致性接口。
文檔編號G06F17/50GK102629287SQ20121004806
公開日2012年8月8日 申請日期2012年2月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年2月29日
發(fā)明者舒啟林 申請人:沈陽理工大學