[发明专利]基于STL网格特征识别的汽车覆盖件板料冲压工艺优选方法

权利要求书

1.一种基于STL网格特征识别的汽车覆盖件板料冲压工艺优选方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、通过CAD软件将汽车覆盖件实体模型转换为由三角网格构成的STL文件，读取STL文件，导入零件的三角网格模型，根据文件字段描述方式获取各个三角网格的顶点坐标和外法矢坐标；

S2、利用三角网格连续性、网格信息以及顶点坐标信息建立点云数据索引，读取点云信息后，获取各个三角面的法向量坐标和顶点坐标并依次给每个三角面编号，建立无冗余点坐标信息，将无冗余点坐标信息与各个三角网格的顶点坐标信息进行对比，重构三角网格拓扑关系并构造相邻三角网格组；

S3、根据边界三角网格的唯一性，提取出所有不共用的三角网格边，再按照共用顶点边相连的原则，提取的三角网格边按照端点坐标相同进行相连，直至每条边界边链均闭合且所有边界边均在各自的边界边链中，完成内外边界边数据索引的建立；

S4、利用步骤S2中组成相邻三角网格组的各三角网格的点坐标和法矢坐标计算相邻三角网格组的加权单位法矢、相邻二面角夹角和曲率，以第k个无冗余点为中心点的相邻三角网格组的加权单位法矢其中，n_i表示三角面组中每个三角面对应的向外的单位法矢坐标，A_i表示每个三角形的面积，相邻二面角夹角其中，n_k和n_k-1分别表示公共边两侧每个三角面对应的向外单位法矢坐标，任意点处的曲率包括离散高斯曲率K和平均曲率H，以p点为中心点的相邻三角网格组的离散高斯曲率以p点为中心点的相邻三角网格组的平均曲率其中，θ_i表示p点对应的各个三角形内角，A_i表示每个三角形的面积，P(i)表示所有以p点为中心点的三角面顶点集合，p_k-p_i表示第k条公共边l_k的向量坐标，α_m和α_k分别表示公共边对应的两个三角面内角，以二面角夹角为主、单位法矢为辅作为基准提取零件过渡边，根据设定阈值提取突变点，当公共边两侧三角面周长比大于周长阈值，则该边对应的两个顶点也为突变点，根据各个三角网格边界将得到的突变点逆合成若干条边界轮廓，即每条边界轮廓为一个分块曲面区域，实现零件曲面的区域分割，

S5、将零件的每个曲面区域的曲面信息、曲面间的拓扑关系和边界边链信息与工艺库中特征定义比对，利用不同自由曲面的高斯曲率和平均曲率的特点，将分块自由曲面分为凸型曲面、凹形曲面、大圆滑曲面或圆环曲面、平面和双曲面点五种类型，将每个曲面区域利用形状特征进行描述，记录各个特征信息和特征间的拓扑关系，完成结构特征识别；

S6、根据零件结构特征、特征信息和特征间的拓扑关系建立零件的特征树；

S7、遍历特征树，提取特征的特征标识值，根据各个特征的特征信息和特征间的拓扑关系，利用工艺知识库进行冲压工艺组合和排序，完成零件冲压工艺优选。

2.根据权利要求1所述的基于STL网格特征识别的汽车覆盖件板料冲压工艺优选方法，其特征在于，步骤S4中，相邻二面角夹角和法矢夹角取值范围为0到180度，设定阈值选取15度作为判断条件来提取突变点。

3.根据权利要求1所述的基于STL网格特征识别的汽车覆盖件板料冲压工艺优选方法，其特征在于，步骤S5中，当高斯曲率大于0、平均曲率大于0时，自由曲面为凸型曲面；当高斯曲率大于0、平均曲率小于0时，自由曲面为凹形曲面；当高斯曲率大于0、平均曲率等于0时，自由曲面为大圆滑曲面或圆环曲面；当高斯曲率等于0、平均曲率等于0时，自由曲面为平面；当高斯曲率小于0时，自由曲面为双曲面点。

4.根据权利要求1所述的基于STL网格特征识别的汽车覆盖件板料冲压工艺优选方法，其特征在于，步骤S5中，所述结构特征包括基本结构特征、功能特征和专用特征；其中，基本结构特征包括基本形状特征、底部特征和侧壁特征，基本形状特征包括平板特征、盒形特征和V形特征；底部特征包括基本平面底部形状特征、局部成形底部形状特征和外凸曲面底部形状特征，侧壁特征包括直壁特征、斜壁特征、阶梯壁特征；功能特征包括孔特征；专用特征包括天窗特征。