[發明專利]一種基于STEP-NC相交特征自動識別方法

無效

• 申請號: 201210048063.5
• 申請日: 2012-02-29
• 公開（公告）號: CN102629287A
• 公開（公告）日: 2012-08-08
• 發明（設計）人: 舒啟林
• 申請（專利權）人: 沈陽理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 沈陽利泰專利商標代理有限公司 21209
• 代理人: 李樞

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造

（1）首先提取CAD系統生成的中性文件即STEP?AP203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ALVertex下的邊節點列表中；

????（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中的面節點列表ALGVertex[1..n]，遍歷每一個面節點，如果面節點的鄰接邊都是凸邊，則該面可能是外輪廓面，如果面節點的鄰接邊存在凹邊，則該面為加工特征面；

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點是輪廓面，其它面節點是加工特征面;

????(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構完整性，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，有時為了避免應力集中或方便加工，使用光滑的曲面代替多面體中出現的尖角設成光滑的過渡邊，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，有時為了滿足設計的需要，在這個特征的基礎上又移除了部分規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

（1）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成，記為（VF+,VF-），這樣添加的虛連接不會對幾何形體的整體產生實際影響，因為VF+和VF-相互抵消，對于復雜的相交特征構造的虛連接時，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據庫中，借助當前比較成熟的數據庫查詢技術識別出加工特征，利用數據庫管理系統將上述特征編碼存放在數據庫的關系表中，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參數，通過查詢語句能夠準確快速的識別出加工特征,實現加工特征的STEP-NC表示。

2.根據權利要求1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。