[发明专利]用于三坐标数控加工中零件加工特征检测的系统及方法

摘要

本发明涉及到一种计算机集成制造技术领域的用于三坐标数控加工中零件加工特征检测的系统及方法。所述系统包括特征检测系统集成平台、刀具信息更新模块、零件信息输入模块、加工表面确定模块、表面加工方法生成方法更新模块、表面加工方法生成模块、表面加工方法可行性检测模块、特征因子提取模块、特征因子优化选择模块、加工特征输出模块、刀具信息库和表面加工方法生成方法库。本发明能实现三坐标数控加工环境中复杂零件的特征检测，加工特征由表面聚类而成，没有固定的拓扑结构，不依赖于预先定义的特征模式库，能够对复杂的特征和相交特征做出解释；特征检测中充分考虑了加工环境中的实际加工资源，检测得到的加工特征必然具有可加工性。

主权项

1、一种用于三坐标数控加工中零件加工特征检测的系统，其特征在于包括特征检测系统集成平台、刀具信息更新模块、零件信息输入模块、加工表面确定模块、表面加工方法生成方法更新模块、表面加工方法生成模块、表面加工方法可行性检测模块、特征因子提取模块、特征因子优化选择模块、加工特征输出模块、刀具信息库和表面加工方法生成方法库，其中：所述特征检测系统集成平台将刀具信息更新模块、零件信息输入模块、加工表面确定模块、表面加工方法生成方法更新模块、表面加工方法生成模块、表面加工方法可行性检测模块、特征因子提取模块、特征因子优化选择模块和加工特征输出模块的输入和输出信息进行集成管理，实现各模块之间数据交换；所述刀具信息更新模块根据实际加工环境中的刀具资源，将刀具信息保存在刀具信息库中，当加工环境中增加或减少了刀具，通过该模块对刀具信息库中的数据做出相应的修改；所述零件信息输入模块完成零件与毛坯CAD模型的输入，提取零件和毛坯的实体模型，并将其作为加工表面确定模块的输入；所述加工表面确定模块通过将毛坯体积减去零件体积，得到零件的切削体积，将零件体积外表面与切削体积外表面求交，得到零件的加工表面，同时提取加工表面的类型和几何信息作为表面加工方法生成模块的输入；所述表面加工方法生成模块，根据表面加工方法生成方法库中的方法为每个零件加工表面生成所有可能的表面加工方法；所述表面加工方法生成方法更新模块根据刀具信息库中的刀具信息，添加和更新表面加工方法生成方法库中的4类方法，包括：切削模式与刀具类型之间的映射关系、切削模式与加工表面类型之间的映射关系、TAD生成方法、刀具尺寸约束生成方法；所述表面加工方法可行性检测模块，对由表面加工方法生成模块产生的每个加工表面的所有可能加工方法进行可行性分析，判断刀具信息库中是否包含满足刀具尺寸约束条件的刀具，以及刀具在加工时是否会与其它零件表面发生干涉，如果发生以上两种情况则认为加工方法不可行，通过该模块检测的所有可行加工方法将被作为特征因子提取模块的输入；所述特征因子提取模块，将零件上每个加工表面的可行加工方法转化为一组特征因子，并将重复的特征因子合并作为特征因子优化选择模块的输入；所述特征因子优化选择模块的输入为零件的所有加工表面，每个表面都对应了一组特征因子，该模块以整个零件所采用的特征因子数最少为目标建立集合覆盖模型，采用最少的特征因子覆盖所有的零件加工表面，通过蚁群算法搜索模型的最优解，最后为被特征因子重复覆盖的表面选择与相邻表面相同的特征因子，该模块的输出为零件的所有加工表面，且每个表面只对应了一个特征因子；所述加工特征输出模块根据特征因子优化选择模块的输出，将具有相同特征因子的表面组合在一起构成加工特征，并转化为标准的数据格式，作为整个系统的输出。