基於特徵標識的加工操作快速查找方法
2023-10-10 11:09:49 4
基於特徵標識的加工操作快速查找方法
【專利摘要】一種基於特徵標識的加工操作快速查找方法，其特徵是首先在零件進行特徵識別時，給生成的每一個特徵賦一個標識值；在生成零件的加工操作時，將每個特徵對應的標識值賦予該加工特徵對應的加工操作，從而實現基於特徵標識值的特徵與加工操作的關聯；在查找時，通過滑鼠點選零件模型上需要查找加工操作的幾何元素，搜索該幾何元素所屬的特徵，提取出該特徵的標識值，然後搜索零件的加工操作列表，找出包含該標識值的加工操作，從而實現快速查找。本發明能夠有效地提高工藝員數控編程的效率，縮短工藝準備時間。
【專利說明】基於特徵標識的加工操作快速查找方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及一種CAD/CAM技術，尤其是一種在已編輯的大量加工程序中查找到所需加工特徵的加工操作以快速完成工藝編程的方法，具體地說是一種基於特徵標識的加工操作快速查找方法。
【背景技術】
[0002]目前，CAD/CAM技術在現代製造領域已被廣泛應用，特別是在數控編程方面，CAM技術的出現，從一定程度上提高了工藝員的編程效率，提升了加工效率，縮短了產品的製造周期，節約了生產成本。特別是在大型航空結構件中，CAM技術的優勢體現的更加明顯。但是，隨著技術的進步和需求的變化，大型整體結構件應運而生，這些整體結構件模型複雜，尺寸較大。在CAM軟體中進行數控編程時，這些整體結構件會生成大量的加工操作。例如一個大型的飛機結構件，其精加工程序的加工操作少則幾百個，多則幾千個。一旦模型更改或加工程序有錯，一般需要對相應特徵對應的加工操作進行修改，這時就必須查找到要修改的加工操作，才能做相應的調整。而現有的加工操作查找方法主要包括:人工查找、幾何關聯查找和刀位點查找。其中人工查找就是工藝員在成百上千的加工操作中手動找到該特徵對應的加工操作，這種方法十分繁瑣和耗時，還可能因為人為的疏忽，導致一些不必要的錯誤。幾何關聯查找就是從加工操作中的幾何出發，通過將模型中的幾何和加工操作的幾何進行對比查找加工操作。這種方式運算量較大，比較耗時，而且由於有些加工操作本身的特殊性，不能提取出其中的加工幾何，使得其普適性受到很大的限制。刀位點查找是利用「盒子」的理念來查找加工操作，其通過將要查找加工操作的幾何生成一個「盒子」，然後提取被「盒子」包囊刀位點的加工操作，這種方法比較粗放，會查找到一些無用的加工操作，查找準確度不高，實用性也受到限制。
[0003]特徵技術作為一種數位化製造的一種手段，在信息集成方面發揮了重要作用，在傳統的研究與商業軟體的應用中，特徵技術也已廣泛應用在CAD/CAM領域。其在CAM領域發揮的作用已被廣泛認可，能有效的提高工藝員的編程效率，有利於知識的繼承和共享，提高零件的編程效率和加工質量等等。但如何將特徵技術應用到操作查找中以提高工藝員編程效率仍是值得探討和關注的重點。
【發明內容】
[0004]本發明的目的是針對目前工藝員查找操作繁瑣，準確度不高且效率低的問題，發明一種基於特徵標識的加工操作快速查找方法。
[0005]本發明的技術方案是:
一種基於特徵標識的加工操作快速查找方法，其特徵是它包括以下步驟:
步驟1、對零件特徵信息進行處理，為每個特徵設置唯一的特徵標識，保存至特徵信息列表中；
步驟2、在生成特徵加工操作時，同時將特徵的特徵標識值賦與特徵對應的加工操作，實現特徵與加工操作的關聯；
步驟3、在查找加工操作時，點選要查找加工操作的幾何元素；
步驟4、在零件特徵列表中搜索該幾何元素的歸屬特徵，提取該特徵的特徵標識信息，用於後續的加工操作的查找；
步驟5、遍歷所有的加工操作，提取每個加工操作說明中的特徵標識；
步驟6、對比每個加工操作中的特徵標識和所選幾何元素歸屬特徵的特徵標識；如果相同，說明該加工操作屬於要查找的特徵的加工操作，記錄下此加工操作；如果不相同，說明該加工操作不屬於要查找的特徵的加工操作，直接進行下一個加工操作的對比。
[0006]特徵標識值的添加可以是發生在特徵識別過程中，也可以是對已有的特徵信息進行設置；所述的特徵標識由三個部分組成，分別是標識標誌值前綴「Tag」，特徵類型「Feature type」和特徵編號「Feature N0.」,在特徵標識值中，各部分間用下橫線隔開，因此特徵標識值可表示為:Tag_Feature type_Feature N0.,如槽(Pocket)20的特徵標識值可表示為「Tag_POCket_0020」，這種特徵標識定義方法能夠確保所有特徵的特徵標識不重合。特徵標識將作為特徵的一個單獨屬性添加到特徵當中，並保存到特徵列表中。
[0007]在生成特徵加工操作時，將特徵對應的特徵標識值賦給特徵對應的加工操作，具體實施方法有兩種，一種是將特徵標識添加到特徵對應加工操作的末尾，形成包含特徵標識的加工操作名稱，例如生成槽20的加工操作時包含一個「Profile Contouring」類型的加工操作，假如該加工操作的名稱為「Profile Contouring.31」，此時將該槽的特徵標識值添加到加工操作名稱之後，生成新的加工操作名稱「Profile Contouring.31_Tag_POCket_0020」，另一種方法是在加工操作中設置備註的位置添加備註，備註信息為特徵標識值。
[0008]在查找加工操作時，通過滑鼠點選需要查找操作的幾何元素，獲取幾何元素的拓撲標識值，也叫Tag值,保存為GoalTag ;對零件特徵列表中的所有特徵進行遍歷,提取當前特徵CurrentFeature的所有幾何元素的Tag值，依次與GoalTag比較；如果當前特徵CurrentFeature的幾何元素的Tag值與GoalTag相同，貝U當前特徵CurrentFeature為該幾何元素所屬的特徵，保存當前特徵為GoalFeature，以找到所要查找操作的幾何元素所屬的特徵。
[0009]在得到所要查找加工操作的幾何元素所屬的特徵GoalFeature之後，根據GoalFeature的特徵標識值GoalFeatureTag查找特徵對應的加工操作採用的方法是:遍歷零件包含的所有加工操作，提取各加工操作包含的特徵標識值，將這些標識值與GoalFeatureTag進行對比，將與之相同的特徵標識值對應的加工操作保存起來，這些加工操作便對應於GoalFeature，並從查找到的這些加工操作中選擇需要的加工操作進行加工程序的編輯與優化。
[0010]本發明的有益效果:
本發明首先在零件進行特徵識別時，給生成的每一個特徵賦一個標識值，滿足特徵識別結果中每一個特徵的標識值不重合。在生成零件的加工操作時，將每個特徵對應的標識值賦予該加工特徵對應的加工操作，從而實現基於特徵標識值的特徵與加工操作的關聯。在進行加工操作查找時，通過滑鼠點選零件模型上需要查找加工操作的幾何元素，搜索該幾何元素所屬的特徵，提取出該特徵的標識值，然後搜索零件的加工操作列表，找出包含該標識值的加工操作，從而實現加工操作的快速查找。與現有加工操作查找方法相比，本發明具有如下明顯的優點:
1)通用性強，適用於任何零件、特徵及加工操作類型；
2)查找效率高，該方法主要涉及字符串運算，對電腦硬體要求低，計算速度快；
3)準確性高，該方法在生成加工操作時就已經將特徵與加工操作進行關聯，因此查找過程的準確率非常高，出錯的概率極低。
[0011]本發明利用特徵技術解決了工藝員查找操作繁瑣的問題。其能快速而且有效的定位某個特徵的加工操作，縮短了工藝員修改程序的時間，顯著地提高了編程效率。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0012]圖1是本發明面向加工操作查找的特徵與加工操作關聯方法圖。
[0013]基於關聯特徵標識的零件加工操作快速自動查找方法主要分兩步:
Φ在特徵和加工操作中添加特徵標識；'f:利用定義的特徵標識對幾何的加工操作實現快
速查找。在特徵中添加特徵標識可以發生在特徵識別過程中，也可以對已有的特徵信息進行設置。特徵標識的定義和表示方法已在前文給出，並保存在特徵列表中。在加工操作中添加特徵標識發生在生成該特徵的加工操作時，首先從特徵列表中提取該特徵的特徵標識。然後按上文所述的方法將特徵標識值賦給特徵對應的加工操作。利用定義的特徵標識對幾何的加工操作實現快速查找，首先點選要查找加工操作的幾何，然後在特徵列表中找到該幾何的歸屬特徵，提取其特徵標識，最後遍歷所有加工操作，對比每個加工操作的特徵標識和幾何的特徵標識，相同，就將該加工操作存入該幾何的操作列表中。以此，獲得加工操作列表即為該幾何的所有加工操作。
[0014]圖2是本發明的典型零件及特徵列表示意圖。
[0015]圖2 Ca)為一個典型的零件，以此作實例說明基於特徵標識的零件加工操作快速查找方法的具體實施過程，面R為典型槽特徵的腹板面。圖2 (b)和圖2 (c)給出了該零件的兩種特徵列表。展示了圖2 (a)圖中R槽特徵的特徵信息，其中圖2 (b)中沒有添加特徵標識，圖2 (c)中添加了特徵標識，因為該槽特徵的編號為「0005」，所以其特徵標識為「Tag_Pocket_0005」，如圖2 (C)中橢圓圈出部分所示。
[0016]圖3是本發明的基於特徵標識的加工操作快速查找流程圖。
[0017]圖4是本發明的幾何元素所屬特徵的特徵標識獲取方法圖。
[0018]圖4 (a)標出的R面是需要查找操作的面，它的拓撲標識值(Tag)是45452，在特徵列表各特徵的中搜索Tag值為45452的幾何元素。在「槽.5」中找到這個幾何元素，說明該幾何元素所屬特徵為「槽.5」，然後提取此槽特徵的特徵標識，為「Tag_POCket_0005」。
[0019]圖5是本發明的基於特徵標識的加工操作快速查找結果示意圖。
[0020]通過特徵標識將特徵和加工操作關聯，然後再基於特徵標識快速查找加工操作。其應用效果如圖5所示，圖5 Ca)中用R標出的幾何元素所屬特徵的特徵標識為「Tag_Pocket_0005」，查找到該特徵的加工操作為圖5 (b)中方框標出的操作。
【具體實施方式】[0021]下面結合附圖和實施例對本發明作進一步的說明。
[0022]如圖1-5所示。
[0023]一種基於特徵標識的加工操作快速查找方法，它首先在零件進行特徵識別時，給生成的每一個特徵賦一個標識值，並且特徵識別結果中每一個特徵的標識值不重合。在生成零件的加工操作時，將每個特徵對應的標識值賦予該加工特徵對應的加工操作，從而實現基於特徵標識值的特徵與加工操作的關聯。在進行加工操作查找時，通過滑鼠點選零件模型上需要查找加工操作的幾何元素，搜索該幾何元素所屬的特徵，提取出該特徵的標識值，然後搜索零件的加工操作列表，找出包含該標識值的加工操作，從而實現加工操作的快速查找。
[0024]下面以一個典型的飛機結構件為例，說明面向加工操作查找的特徵與加工操作關聯的方法，整個查找過程如圖1所示。
[0025]飛機結構件的特徵如圖2中(a)所示，該飛機結構件的特徵包括槽(I)、筋(2)、孔(3)、輪廓(4)，槽特徵的特徵標識形式為Tag_PoCket_0005，筋特徵的特徵標識形式為Tag_Rib_0005，孔特徵的特徵標識形式為TagJtoI e_0005,輪廓特徵的特徵標識形式為Tag_Figure_0005，其中「Tag」 字符串表示特徵標識標誌值，「Pocket」、「Rib」、「Hole」、「Figure」字符串表示特徵類型，字母後面的數字表示特徵編號，其按照每一個特徵在所在特徵類別的序號確定。下面主要以圖中用R標出的P0005槽特徵為例說明整個過程，其餘特徵都類似。
[0026]一種基於特徵標識的加工操作快速查找方法，它包括以下步驟:
步驟1、對特徵進行處理，為每個特徵設置唯一的特徵標識，保存特徵列表。其中槽5的識別結果和特徵標識信息如圖2 (c)所示，根據特徵標識的定義，槽5的特徵標識是「Tag_POCket_0005」，然後將特徵標識添加到槽5的屬性中，最後保存特徵列表。特徵標識在特徵列表中的體現如圖2 (c)中橢圓圈出部分所示；
步驟2、生成特徵加工操作，同時將特徵的特徵標識值賦與特徵對應的加工操作，實現特徵與加工操作的關聯。槽5的加工操作中包含「Profile Contouring」類型和「Pocket」類型的加工操作。槽5不包含特徵標識的加工操作的名稱分別為「Pocket.5","ProfileContouring.15，，、「ProfiIe Contouring.16」 和 「Profile Contouring.20，，。此時將槽5的特徵標識值「Tag_Pocket_0005」添加到加工操作名稱之後，生成新的加工操作名稱「Pocket.5_Tag_Pocket_0005」、「Profile Contouring.20_Tag_Pocket_0005」 「ProfileContouring.20_Tag_Pocket_0005」 和 「Profile Contouring.20_Tag_Pocket_0005」，這樣就可以將槽5和其加工操作關聯起來了。當然，也可以將特徵標識值添加到加工操作的備註信息中。
[0027]步驟3、點選要查找加工操作的幾何。現在點選槽5的腹板面，如圖4中用R標出的面。
[0028]步驟4、獲取圖4中用R標出的面的Tag值，為45452，保存為GoalTag。遍歷特徵列表中的所有特徵，提取當前特徵(CurrentFeature)的所有幾何元素的Tag值,依次與GoalTag比較。如果當前特徵(CurrentFeature)的幾何元素的Tag值與GoalTag相同，貝丨J當前特徵(CurrentFeature)為幾何所屬的特徵,循環終止,保存當前特徵為GoalFeature,
並保存當前特徵的特徵標識L ;否則，循環繼續。以此方法，在特徵列表槽5特徵所屬面中找到Tag值為45452的面，說明用R標出的面屬於槽5特徵。提取槽5的特徵標識「Tag_POCket_0005」，保存為，用於後面的加工操作查找。
[0029]步驟5、提取零件的所有加工操作，設模型的加工操作數目為?。然後遍歷零件
的加工操作。則對第i (fin )個加工操作，讀取該加工操作的操作名，如上文所述的槽特徵的一個加工操作「Profile Contouring.15_Tag_Pocket_0005」,在此操作名中搜索子字符搜索到後提取字符後的字符串，包括特徵標識標誌值「Tag」，特徵類型標誌「Pocket」，特徵編號「0005」，然後組成特徵標識「Tag_POCket_0005」，保存為..[0030]步驟6、對比和_ ,如果相同，說明第I個加工操作是要查找的幾何的加工操作，記錄該加工操作的序號，並高亮加工操作，然後執行i=i+l,重複步驟5 ;如果不相同，直接執行i=i+1，重複步驟5中遍歷操作。
[0031]本發 明未涉及部分均與現有技術相同或可採用現有技術加以實現。
【權利要求】
1.一種基於特徵標識的加工操作快速查找方法，其特徵是它包括以下步驟: 步驟1、對零件特徵信息進行處理，為每個特徵設置唯一的特徵標識，保存至特徵信息列表中； 步驟2、在生成特徵加工操作時，同時將特徵的特徵標識值賦與特徵對應的加工操作，實現特徵與加工操作的關聯； 步驟3、在查找加工操作時，點選要查找加工操作的幾何元素； 步驟4、在零件特徵列表中搜索該幾何元素的歸屬特徵，提取該特徵的特徵標識信息，用於後續的加工操作的查找； 步驟5、遍歷所有的加工操作，提取每個加工操作說明中的特徵標識； 步驟6、對比每個加工操作中的特徵標識和所選幾何元素歸屬特徵的特徵標識；如果相同，說明該加工操作屬於要查找的特徵的加工操作，記錄下此加工操作；如果不相同，說明該加工操作不屬於要查找的特徵的加工操作，直接進行下一個加工操作的對比。
2.根據權利要求1所述的方法，其特徵是特徵標識值的添加是發生在特徵識別過程中或是對已有的特徵信息進行設置；所述的特徵標識由三個部分組成，分別是標識標誌值前綴「Tag」,特徵類型「Feature type」和特徵編號「Feature N0.」,在特徵標識值中，各部分間用下橫線「隔開，因此特徵標識值可表示為:Tag_Feature type_Feature N0.,特徵標識將作為特徵的一個單獨屬性添加到特徵當中，並保存到特徵列表中。
3.根據權利要求1 所述的方法，其特徵是在生成特徵加工操作時，將特徵對應的特徵標識值賦給特徵對應的加工操作，具體實施方法有兩種，一種是將特徵標識添加到特徵對應加工操作的末尾，形成包含特徵標識的加工操作名稱，另一種方法是在加工操作中設置備註的位置添加備註，備註信息為特徵標識值。
4.根據權利要求1所述的方法，其特徵是在查找加工操作時，通過滑鼠點選需要查找操作的幾何元素，獲取幾何元素的拓撲標識值，也叫Tag值，保存為GoalTag ;對零件特徵列表中的所有特徵進行遍歷，提取當前特徵CurrentFeature的所有幾何元素的Tag值,依次與GoalTag比較；如果當前特徵CurrentFeature的幾何元素的Tag值與GoalTag相同，貝丨J當前特徵CurrentFeature為該幾何元素所屬的特徵,保存當前特徵為GoalFeature,以找到所要查找操作的幾何元素所屬的特徵。
5.根據權利要求4所述的方法，其特徵是在得到所要查找加工操作的幾何元素所屬的特徵GoalFeature之後，根據GoalFeature的特徵標識值GoalFeatureTag查找特徵對應的加工操作採用的方法是:遍歷零件包含的所有加工操作，提取各加工操作包含的特徵標識值，將這些標識值與GoalFeatureTag進行對比，將與之相同的特徵標識值對應的加工操作保存起來，這些加工操作便對應於GoalFeature,並從查找到的這些加工操作中選擇需要的加工操作進行加工程序的編輯與優化。
【文檔編號】G05B19/4097GK103901819SQ201410163512
【公開日】2014年7月2日 申請日期:2014年4月22日 優先權日:2014年4月22日
【發明者】李迎光, 劉旭, 馬飛, 李強, 郝小忠, 劉長青 申請人:南京航空航天大學