基于切片技术的自动特征识别关键技术研究

论文摘要

自动特征识别作为CAD/CAPP/CAM一体化研究领域的技术基础，是实现CAD与CAPP以及CAM之间数据和信息自动传递与转换的理想接口。现有的各种特征识别方法，虽然对于孤立特征和简单的交叉特征的识别取得了一定的研究成果，但往往存在着识别算法复杂，识别效率不理想，对于稍微复杂的交叉特征和曲面特征的研究也还很不够，很多关键技术问题有待深入研究。针对现有的各种特征识别方法的不足，在借鉴医学CT扫描成像原理的基础上，本文提出了一种基于切片技术的自动特征识别新方法，该方法可实现交叉特征和曲面特征识别机理的统一。对于交叉特征识别问题，针对零件模型的STEP(Standard for the Exchange of Productmodel data)文件，利用切片技术提取其中包含的各种孤立特征和交叉特征几何信息，并将这些特征几何信息转化成对应的切片（切片序列）信息，这些切片（切片序列）信息中包含有该特征的全部相关特征几何信息。然后经过特征匹配、切片修正、特征重构，以及参数输出等，从而将复杂的交叉特征识别问题转化为一次、二次或多次的简单的孤立特征识别问题，并最终输出各个孤立特征参数，包括内部技术参数和外部联系参数。这样不仅使得整个交叉特征识别的原理与过程易于理解，提高了交叉特征识别效率，而且也简化了交叉特征识别难度，保证基于切片技术的特征识别方法的有效性，从而能够较好地实现包括零交叉特征在内的全部交叉特征的自动识别。对于曲面特征识别问题，在参考曲面特征加工轨迹规划中的截平面法的基础上，针对曲面特征零件模型的STEP文件，利用切片技术直接截取曲面特征面，将得到的切片（切片序列）信息直接作为曲面特征加工轨迹规划中的截平面信息，从而直接从特征零件模型的STEP文件几何信息中获取曲面特征的数控加工轨迹信息，实现曲面特征识别与后续数控加工轨迹的直接联系。这样不仅体现了自动特征识别为CAM服务的本质要求，而且有利于提高CAD/CAPP/CAM在曲面类复杂零件领域的集成化水平。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 研究的背景和意义
• 1.2 国内外研究现状
• 1.2.1 交叉特征识别
• 1.2.2 曲面特征识别
• 1.3 本课题研究内容
• 第2章 特征识别系统总体研究
• 2.1 基本原理概述
• 2.2 交叉特征识别
• 2.2.1 特征分类
• 2.2.2 总体流程
• 2.3 曲面特征识别
• 2.4 系统总体框架
• 2.5 本章小结
• 第3章 交叉特征识别研究
• 3.1 STEP 文件特征几何信息简化与提取
• 3.1.1 STEP 标准与 STEP 文件简介
• 3.1.2 STEP 文件特征几何信息简化
• 3.1.3 特征几何信息提取
• 3.2 切片（切片序列）信息的生成与处理
• 3.2.1 凹边成组
• 3.2.2 切片平面生成
• 3.2.3 初始切片序列生成
• 3.2.4 切片序列处理
• 3.3 特征匹配和参数输出
• 3.4 切片修正
• 3.5 特征重构
• 3.6 特征实例
• 3.7 本章小结
• 第4章 曲面特征识别的初步研究
• 4.1 特征分类
• 4.2 关键技术
• 4.2.1 特征几何信息的提取
• 4.2.2 切片平面生成
• 4.2.3 曲面特征的表达
• 4.2.4 切片序列的生成
• 4.3 特征实例
• 4.4 本章小结
• 第5章 系统运行实例
• 5.1 系统总体设计
• 5.2 孤立特征识别
• 5.3 交叉特征识别
• 5.4 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 攻读硕士学位期间发表的论文和取得的科研成果
• 致谢