[發(fā)明專利]一種理化試樣自動(dòng)排樣的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011472371.1
• 申請(qǐng)日: 2020-12-14
• 公開（公告）號(hào): CN112613139B
• 公開（公告）日: 2022-05-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王少陽(yáng);彭富華;謝林杉;王園;聶海平
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G06F30/17
• 分類號(hào): G06F30/17;G06F30/20
• 代理公司: 成都天嘉專利事務(wù)所(普通合伙) 51211
• 代理人: 彭紅艷

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種理化試樣自動(dòng)排樣的方法，包括將三維實(shí)體離散化、邊界搜索、邊界距離計(jì)算和試樣擺放。通過(guò)本自動(dòng)排樣的方法，在三維數(shù)模中代替人工給定理化試樣位置，同時(shí)本方法具有一定穩(wěn)定性并易于實(shí)現(xiàn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種理化試樣自動(dòng)排樣的方法。

背景技術(shù)

為檢測(cè)鍛件力學(xué)性能、化學(xué)成分、冶金組織等，需在鍛件三維數(shù)模中根據(jù)試樣大小、鍛件尺寸排布理化試樣的位置。目前，理化試樣排布完全依靠人工進(jìn)行，CAD軟件操作復(fù)雜、重復(fù)性勞動(dòng)量大，隨著鍛件數(shù)量不斷增加，人工排樣已不能滿足業(yè)務(wù)發(fā)展需求。同時(shí)，目前常見的排樣算法僅適用于二維平面圖，如板料、皮革的排料，這種算法不能應(yīng)用于三維模型表達(dá)的鍛件理化試樣排布中。此外，不同于鈑金零件等規(guī)則結(jié)構(gòu)件，鍛件的CAD模型曲面特征豐富、建模過(guò)程繁雜，其特征結(jié)構(gòu)包含多個(gè)層級(jí)的倒角、圓角、拔模、曲面橋接等，難以直接采用CAD圖形特征識(shí)別進(jìn)行理化試樣的自動(dòng)排布。

發(fā)明內(nèi)容

為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種理化試樣自動(dòng)排樣的方法，在三維數(shù)模中代替人工給定理化試樣位置，同時(shí)本方法具有一定穩(wěn)定性并易于實(shí)現(xiàn)。

本發(fā)明是通過(guò)采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種理化試樣自動(dòng)排樣的方法，其特征在于：包括以下步驟：

a.三維實(shí)體離散化：將三維實(shí)體模型分割、離散，以單元體積或高度代替三維實(shí)體高度方向幾何信息，實(shí)現(xiàn)三維實(shí)體圖形二維化，建立對(duì)應(yīng)的體積參數(shù)表；

b.邊界搜索：利用濾鏡搜索并記錄體積參數(shù)表中的邊界單元；

c.邊界距離計(jì)算：建立行列數(shù)與體積參數(shù)表一致的邊界距離表，重復(fù)利用濾鏡，計(jì)算被掃描單元至其周邊特定單元的距離；

d.試樣擺放：利用體積參數(shù)表和邊界距離表，結(jié)合理化試樣尺寸，計(jì)算理化試樣三維坐標(biāo)和旋轉(zhuǎn)角度，生成鍛件理化試樣三維數(shù)模。

所述步驟a中的三維實(shí)體離散化具體包括：沿三維實(shí)體長(zhǎng)度、寬度方向建立二維坐標(biāo)系x-y，以Δa為間距，將三維實(shí)體離散為若干個(gè)面積為Δa²的離散單元；沿x方向?yàn)殡x散單元編號(hào)為i，沿y方向離散單元編號(hào)為j，將i作為列號(hào)，j作為行號(hào)，測(cè)量相應(yīng)腳標(biāo)(i,j)的離散單元的體積v_i,j或高度h_i,j，并填入相應(yīng)行列的表格單元中，形成體積參數(shù)表，其中

測(cè)量離散單元的體積包括：構(gòu)建兩層循環(huán)程序結(jié)構(gòu)，分別以i、j作循環(huán)，通過(guò)CAD軟件二次開發(fā)接口測(cè)量坐標(biāo)為(i,j)的單元體積為v_i,j。

測(cè)量離散單元的高度具體指：在兩層循環(huán)程序結(jié)構(gòu)上再增加一層循環(huán)，沿三維實(shí)體的厚度方向進(jìn)行若干層的切片，逐層累計(jì)各單元格高度。

所述步驟b中的邊界搜索具體包括：

b₁.構(gòu)建濾鏡，濾鏡掃描體積參數(shù)表中的任意一個(gè)單元X，以單元X為中心，根據(jù)距離單元X的不同距離，將單元X周邊的單元格分為多層，分別給予濾鏡層號(hào)η，濾鏡層號(hào)η＝1表示離單元X越近；

b₂.構(gòu)建兩層循環(huán)程序結(jié)構(gòu)分別以i、j作循環(huán)，遍歷體積參數(shù)表中的單元X；判斷是否遍歷完所有的單元，若是，進(jìn)入步驟b₆，若否，進(jìn)入步驟b₃；

b₃.使用濾鏡觀測(cè)單元X，判斷是否存在任一η＝1的濾鏡單元的V_i',j'＝0，若不存在，則進(jìn)入步驟b₂，若存在，則該單元X為邊界單元，進(jìn)入步驟b₄；

b₄.查詢?cè)撨吔鐔卧猉是否被記錄過(guò)，若是，進(jìn)入步驟b₂，若否，進(jìn)入步驟b₅；