[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

说明书

本发明公开了一种基于STL网格特征识别的汽车覆盖件板料冲压工艺优选方法，它先读取零件STL网格模型获取零件曲面信息，通过曲面信息获取零件形状特征，根据特征拓扑关系构建零件特征树，并按照特征加工类别进行分类，确定不同特征各自的冲压工艺。本发明以工艺知识库为核心，在知识推理的机制支持下，依靠得到的特征树及各特征参数决策零件的冲压工艺路线，最终完成零件冲压工艺优选，它能够自动的从汽车覆盖件板料STL模型中提取特征并设计冲压工艺路线，可以减少工艺员大量的重复劳动，有效的提高工作效率，缩短工艺准备时间。

技术领域

本发明属于CAD/CAPP技术领域，涉及一种汽车覆盖件这种复杂薄板零件的冲压工艺设计，具体涉及一种基于STL网格特征识别的汽车覆盖件板料冲压工艺优选方法，它可以从CAD模型中提取影响成形工艺设计的零件结构特征并快速完成其冲压工艺设计。

背景技术

绝大多数的汽车覆盖件都是由冲压成形完成的，成形工艺往往由拉延、冲孔、弯曲、翻边、整形等多道工序组合完成，工艺设计过程非常复杂。传统的汽车覆盖件冲压工艺设计大多由工艺设计者依靠自身经验完成，受限于工艺设计者的水平不一，往往难以保证其设计质量，甚至同一个设计者对相同零件的多次设计方案可能会存在较大差异，导致工艺设计效率低下。随着工艺设计规范性要求的提高，在汽车制造业面临产品更新快、开发周期短等要求时，这种设计方法的不足显露无遗。汽车覆盖的工艺设计作为制造企业主要工作之一，其设计质量的好坏、设计效率高低对企业生产质量、生产效率、生产成本、生产周期等都有这巨大的影响。

随着CAD/CAM/CAE技术在汽车领域中的运用，汽车造型设计、仿真模拟等方面有了巨大的突破。在汽车覆盖件的开发过程中，前期通过CAD技术对零件进行外形结构设计；中期利用CAE和CAD技术对零件及模具的性能进行分析；后期采用CAM对模具的加工过程和冲压过程进行模拟。但对于汽车覆盖件而言，其复杂的空间曲面结构给计算机自动化冲压工艺设计增加了极大难度。现有的设计主要依靠人工完成，该方式十分繁琐耗时，还可能因为人为因素导致不必要的错误。

利用特征技术这种多学科数字化设计制造手段，将影响零件工艺设计的结构特征提取出来并进行相关分析，可以有效提高工艺设计效率与质量，是汽车覆盖件智能化设计制造的发展方向。

发明内容

为了解决现有汽车覆盖件板料冲压工艺设计中结构特征难以获取、冲压工艺设计效率低、标准化程度低等问题，本发明提供一种基于STL网格特征识别的汽车覆盖件板料冲压工艺优选方法，它可以快速识别与提取汽车覆盖件结构特征，并完成冲压工艺优选设计。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

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，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；