【技术实现步骤摘要】
形状特征自定义与识别系统
本专利技术涉及到机械零件计算机辅助工艺规划CAPP和计算机辅助检测规划CAIP中 的形状特征识别技术，特别涉及到一种形状特征自定义与识别系统。
技术介绍
机械零件加工和检测的高效、高质量的迫切需求，推动了机械零件计算机辅助工 艺规划CAPP或计算机辅助检测规划CAIP技术的发展。形状特征识别技术作为CAPP和 CAIP的关键技术之一也经历了长足的发展，目前已有众多不同的技术方法。如基于图的 方法(Gao S, Shah JJ. Automatic recognition of interacting machining features based on minimal condition subgraph. Comput Aided Design. 1998 ;30 (9):727-39)、基 于体分角军的方法（Woo Y. Fast cell-based decomposition and applications to solid modeling. Comput Aided Design. 2003 ;35(11):969_77)、基于痕迹的方法（Han J,Regli WC, Brooks S. Hint-based reasoning for feature recognition:status report. Comput Aided Design. 1998 ;30(13): 1003-7)以及混合法（Sunil VB,Agarwal R,Pande SS. An approach to...
【技术保护点】
一种形状特征自定义与识别系统，其特征在于：该系统包括特征库、特征管理器和特征识别器，且嵌入机械零件计算机辅助工艺规划CAPP或计算机辅助检测规划CAIP中，其中，特征库用于存储各种形状类型的特征模板，所述特征模板用于对形状特征进行规范化描述，所有类型的特征模板在特征库中具有统一的表示和存储形式；特征管理器用于管理特征库中的特征模板，包括新建特征模板，修改特征模板，查询特征模板和删除特征模板；特征识别器用于形状特征识别，并向CAPP系统或CAIP系统提供特征识别结果。
【技术特征摘要】
1. 一种形状特征自定义与识别系统，其特征在于：该系统包括特征库、特征管理器和 特征识别器，且嵌入机械零件计算机辅助工艺规划CAPP或计算机辅助检测规划CAIP中，其 中， 特征库用于存储各种形状类型的特征模板，所述特征模板用于对形状特征进行规范化 描述，所有类型的特征模板在特征库中具有统一的表示和存储形式； 特征管理器用于管理特征库中的特征模板，包括新建特征模板，修改特征模板，查询特 征模板和删除特征模板； 特征识别器用于形状特征识别，并向CAPP系统或CAIP系统提供特征识别结果。2. 根据权利要求1所述形状特征自定义与识别系统，其特征在于：特征模板包括特征 构成面属性向量、构成面拓扑与几何关系矩阵、特征截面属性约束和特征几何参数约束；其 中， 特征构成面属性向量，用于将特征构成面按照属性及在特征构成中的地位划分为不同 的集合，即特征组件；并规定各个特征组件中的特征构成面的数量和属性；特征构成面属 性向量的形式如下式（1): Lfa1,fa2,fa3,L,fan] (I) 式（1)中，η表示特征组件的数量，元素fayi=I, 2,…，η,描述第i个特征组件中特 征构成面的数量和属性，其形式如下式（2): fai =〈NUM，TYPE,CONC，CONS〉 (2) 式（2)中，NUM为特征组件中特征构成面的数量，取非负整数时为特征组件中特征构成 面的确定数量，取负数时为不限制特征组件中特征构成面的数量；TYPE为特征组件中特征 构成面的类型，包括：平面、圆柱面、圆锥面、球面、圆环面、拉伸面、旋转面、倒角面、圆角面、 偏移面、自由曲面和类型不限；CONC为特征组件中特征构成面的凹凸性，包括：平面、凹面 和凸面；CONS为特征组件中特征构成面须满足的其它约束，包括：水平面、倾斜面、坚直面 和不限定类型； 构成面拓扑与几何关系矩阵，用于规定各特征组件之间，或者特征组件内各特征构成 面之间必须满足的拓扑与几何关系约束，其形式如下式（3):式（3)中，非对角线上的元素tgru,i>j,i,j= 1，2,…，η,用于规定不同组件之间须 满足的拓扑与几何约束关系，即第i个组件中的任意一个特征构成面必须与第j个组件中 的某一个面满足tgri;j规定的约束关系；对角线上的元素tgri;i,i= 1，2,…，η,用于规定 同一个特征组件内不同特征构成面之间须满足的拓扑与几何约束关系，即第i个组件中的 任意一个特征构成面必须与该组件中的某一个面满足tgru规定的约束关系；所述拓扑约 束关系包括：相邻约束、相邻边的凹凸性约束和相邻边所在环的属性约束，即内环或外环； 所述几何约束关系包括：相切、平行、垂直、倾斜、共面、共轴和交错； 特征截面属性约束，用于规定特征截面的属性须满足的约束，以区分类型不同而特征 构成面属性向量和构成面拓扑与几何关系矩阵均相同的特征，其形式为下式（4): <FEA_AXIS,AXIS_PLANE,COM,CVPT_C0NS,CXPT_C0NS>(4) 式（4)中，FEA_AXIS表示特征坐标系；AXIS_PLANE表示特征坐标系的坐标平面，取值为X_Y、X_Z或Y_Z平面；COM表示第COM个特征组件；CVPT_C0NS规定特征截面上凹点数量须 满足的约束；CXPT_C0NS表示规定特征截面上凸点数量须满足的约束； 所述特征坐标系为右手坐标系，由两个特征组件定义，其形式为下式（5): FEA_AXIS= <Z_DEFC0M,X_DEFC0M> (5) 式（5)表示特征坐标系FEA_AXIS的Z轴和X轴正方向分别取第Z_DEFC0M个组件和第X_DEFC0M个组件中平面的外法矢，旋转面的轴向或拉伸面的拉伸方向，或任意一个面的外 法矢；其优先级由高到底依次为：平面的外法矢、旋转面的轴向或拉伸面的拉伸方向、任一 张面的外法矢； 所述CVPT_C0NS和CXPT_C0NS的形式如下式（6): <RELA,VAL> (6) 式（6)中，RELA为关系符,包括：>, > =,==,〈=和〈；VAL表示凸点数或凹点数的阈 值，为一个整数值； 特征截面属性约束的含义为，用第Z_DEFC0M个特征组件和第X_DEFC0M个特征组件定 义一个特征坐标系FEA_AXIS;用特征坐标系FEA_AXIS中的AXIS_PLANE坐标平面与第COM 个特征组件中的所有特征构成面求交；若AXIS_PLANE坐标平面与某个特征构成面有交线， 则AXIS_PLANE坐标平面与该特征构成面上的所有边求交,所得交点中的凹、凸点数量必须 分别满足CVPT_C0NS和CXPT_C0NS规定的约束；其中，交点的凹凸性与其所在边的凹凸性一 致； 特征几何参数约束，用于规定特征的几何参数须满足的约束，以区分类型不同而特征 构成面属性向量、构成面拓扑与几何关系矩阵和特征截面属性约束均相同的特征，其形式 如下式（7): <PARA1,PARA2,RELA,PARAVAL) (7) 式（7)中，PARAl和PARA2为特征几何参数；RELA为关系符，包括：>，>=，= =，〈=和 〈；PARAVAL表示特征几何参数的阈值，为一个实数值； 特征几何参数约束的含义为：若同时规定了PARAl与PARA2两个特征几何参数，则PARAl与PARA2之比与PARAVAL之间的大小关系必须满足RELA规定的大小关系；若只规定 了PARAl和PARA2中的任何一个参数，则该特征几何参数与PARAVAL之间的大小关系必须 满足RELA规定的大小关系； 特征几何参数PARAl与PARA2的形式如下式（8): <C0M1,COM2,PARA_NAME> (8) 式⑶中，COMl和COM2为特征组件的序号；PARA_NAME为与第COMl和COM2个特征组 件有关的特征几何参数名；若同时规定了COMl和COM2两个特征组件，则PARA_NAME为两个 面之间的几何参数名，包括距离、角度和交错长度，且对于组件COM2中的任意一张特征构 成面，在组件COMl中均存在一张特征构成面，使得两张面之间由PARA_NAME规定的几何参 数满足式（7)规定的约束；若只规定了COMl和COM2两个特征组件中的任何一个组件，则 PARA_NAME为单张面的几何参数名，且对于该组件中任意一个特征构成面由PARA_NAME规 定的几何参数均须满足式（7)规定的约束；所述构成面的几何参数名，包括：平面长度、平 面宽度、圆柱面半径、圆柱面长度、柱面长度、圆锥面锥角、球面半径、圆环面截面圆半径、圆 环面旋转半径、拉伸面拉伸长度、旋转面旋转角度、旋转面旋转半径、倒角面倒角宽度、倒角 面倒角角度和圆角面半径。3. 根据权利要求2所述形状特征自定义与识别系统，其特征在于：特征截面属性约束 中，AXIS_PLANE坐标平面与该特征构成面上的所有边求交，其凹、凸点数量的计算步骤为： 5101 :特征构成面与AXIS_PLANE坐标平面求交得到一条交线L; 5102 :特征构成面上的所有边与AXIS_PLANE坐标平面求交得到一系列交点； 5103 :交点按照在交线L上的位置排序； 5104 :删除除首、尾点之外的所有凸点； 5105 :删除特征构成面之间的公共边与AXIS_PLANE坐标平面的交点； 5106 :剩余交点中的凹、凸点数量即为需要的凹、凸点数量； 其中，FEA_AXIS为用第Z_DEFCOM个特征组件和第X_DEFCOM个特征组件定义的特征坐 标系；AXIS_PLANE表示特征坐标系的坐标平面，取值为X_Y、X_Z或Y_Z平面。4. 根据权利要求1所述形状特征自定义与识别系统，其特征在于：在特征管理器的交 互界面中，新建特征模板，包括以下步骤： S201 :输入特征模板名称，即为自行定义的特征类型命名； S202:创建一个特征组件，并规定该组件中特征构成面的数量、类型、凹凸性和其它属 性； 5203 :重复步骤202,直到创建完所有的特征组件为止； 5204 :规定构成面拓扑与几何关系矩阵中每个元素的取值，S卩：规定相应的不同特征 组件之间，或同一组件内不同特征构成面之间必须满足的拓扑和几何关系约束； 5205 :创建特征截面属性约束，并执行下列操作：（1)指定特征坐标系的特征组件；(2) 指定特征坐标系坐标平面；（3)指定需与特征坐标系坐标平面求交的特征构成面所在的特 征组件；（4)规定凹点数量约束；（5)规定凸点数量约束； 5206 :重复步骤205,直到创建完所有需要的特征截面属性约束为止； 5207 :创建特征几何参数约束，并执行下列操作：（...
【专利技术属性】
技术研发人员：曾春玲，曾德标，郑国磊，杜春林，赵皇进，钟伟瑛，
申请(专利权)人：成都飞机工业集团有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51
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