[发明专利]一种基于N维向量夹角余弦的相似夹具检索方法

说明书

本发明公开一种基于N维向量夹角余弦的相似夹具检索方法，先获取待设计工件的属性信息，形成信息集合向量；再根据信息集合的维度从夹具案例库中初步筛选出夹具案例；利用向量夹角余弦公式计算每个对应信息元组之间的余弦值；结合信息元组的权重，计算工件之间的信息集合相似度值。最后由工件之间的相似度推断出工件所对应夹具之间的相似度，并把相似的夹具案例推给设计人员修改。本发明实现了计算机对夹具设计人员的辅助设计工作；在夹具设计过程中，采用N维向量夹角余弦的相似夹具检索方法，提前检索出相似的夹具案例，设计人员可根据当前的需求在相似的夹具上进行修改，减少了夹具的重复设计过程，提高了夹具设计效率。

技术领域：

本发明涉及一种基于N维向量夹角余弦的相似夹具检索方法，属于计算机辅助设计领域。

背景技术：

随着制造业和计算机技术的发展，对夹具的设计效率提出了更高的要求，夹具的质量和 设计效率往往是制约产品生产周期和快速打开市场的关键环节。在计算机辅助设计系统中， 大部分新工件的夹具设计可以基于夹具案例库中已设计完成的夹具案例进行修改重用。通常 一套完善的夹具设计系统是基于系统的、高效的PDM管理平台开发的，而从工艺资源夹具 案例库中准确快速地检索出相似夹具的方法得到了广泛的关注和研究。

然而现有的夹具案例检索信息处理机制(算法)中，都是从关键性的语义检索或者特征 编码匹配方法入手，只考虑了工件的类别范围和所属特征的拓扑关系，不仅特征编码过程繁 琐，不利于自动化，而且检索到的夹具案例没有准确的相似度值，只有相似和不相似(通常 用1和0)区分，夹具案例检索的准确性和效率很低。本发明认为夹具设计既要综合全面的 考虑工件的总体信息，包括基本信息，特征信息和几何信息，又要对检索到夹具案例给出确 定的相似度值，以便用户可以根据相似度的大小排序，最优选择重用哪套夹具。为此提出了 一种基于N维向量夹角余弦的相似夹具检索方法。

发明内容：

本发明的目的是针对夹具设计系统设计时相似夹具检索过程繁琐，夹具信息表示过程复 杂以及检索结果不确定等问题，提出了一种基于N维向量夹角余弦的相似夹具检索方法。

本发明的方法是通过综合考虑夹具案例的信息表示、夹具案例的检索匹配过程以及夹具 案例的存储过程，通过基于N维向量夹角余弦的方法，从夹具案例库中检索相似夹具，以达 到快速检索相似夹具的目的。在该基于N维向量夹角余弦的方法中，将待设计夹具工件的信 息集合和夹具案例库中的夹具案例所对应工件的信息集合作为该方法的输入源，其中信息集 合来源于工件上的规范命名属性，通过属性名索引的方式来获取工件的信息集合，属性分为 特征信息和工艺信息两类。再根据这些信息集合生成结构化的向量，有利于快速匹配夹具案 例，并将这些夹具案例用于向量夹角余弦算法计算。

为达到上述目的，本发明的技术方案是：

一种基于N维向量夹角余弦的相似夹具检索方法，包括以下几个步骤：

(1)从常用零件及建模特征的角度总结特征类型以及参数，对每个重要的特征所对应的 特征属性进行规范定义，将属性信息生成结构化的信息集合。读取待设计夹具工件F1和夹具 案例库中的夹具案例对应的工件F2中的信息集合，并依据该信息集合生成向量。

(2)基于向量的维度初步筛选信息集合结构具有一致性的夹具案例，根据夹具案例，获 取它多对应工件的信息集合，计算该信息集合中每个信息元组与待设计夹具工件F1的信息元 组之间的向量夹角余弦值。

(3)基于夹角余弦值，计算工件信息集合之间的相似度，进而推断出它们所用的夹具之 间的相似度，筛选出所有满足相似度需求的夹具案例。

(4)添加修改重用后的夹具案例到夹具案例库。

进一步，步骤(1)中获取工件信息集合的具体过程为：

①工件信息集合分为两类，一是待设计夹具的工件信息集合；二是夹具案例库中夹具案 例所对应的工件信息集合；