【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及计算机辅助设计与制造，具体地，涉及一种模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法和系统。
技术介绍
1、数控加工工艺是连接零件设计模型与最终产品的纽带，直接影响零件的最终加工质量。在航空、航天、船舶等军工领域，随着飞产品性能的提升，零件呈现整体化、复杂化、高精度化发展趋势，加工难度显著提升，对数控加工工艺提出了更高的要求。
2、目前加工工艺设计主要采用“人机交互、以人为主”的计算机辅助制造模式，通过capp系统完成工序工步以及工艺参数的设定填写，其过程存在大量的人机交互操作，且mbd模型中的特征几何信息、pmi信息没有充分应用，仍需要人工阅读图纸、模型，进而完成工艺规程文件的生成，效率低、质量稳定性差，已严重影响零件研制周期，难以满足当前航空航天领域多品种、变批量、短周期的制造模式，亟需提升工艺设计技术手段的数字化与智能化水平。
3、专利文献cn106844930a公开了一种锻造三维工艺设计方法，解决了目前锻造工艺设计采用二维模式存在的问题。通过在制造工艺管理系统(mpms)的基础上开发独特的锻造三维工艺设计系统，然后将该系统与cad建模系统、工艺过程仿真分析系统、产品数据管理系统、典型知识库相集成，集成后系统的主要功能有：1)制造参数设计；2)三维工艺模型保存；3)工艺资源库；4)锻造模具库；5)典型工艺知识库；6)仿真数据管理库；7)电子审签与可视化全息发布。然而该专利无法完全解决目前存在的技术问题，也无法满足本专利技术的需求。本专利技术的区别在于人机交互，大部分通过特征识别自动利用，部
技术实现思路
1、针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法和系统。
2、根据本专利技术提供的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法，包括：
3、步骤1：工序骨架模型构建，输入毛坯、中间工序和产品mbd模型，识别产品模型的材料、结构和精度信息，在典型工艺方案知识库中检索所需加工工艺知识；
4、步骤2：加工特征映射封装，基于mbd模型识别零件所有的待加工特征，形成特征集合；识别工序模型pmi信息，实现特征与pmi信息的映射封装；
5、步骤3：工序特征映射关联，根据加工特征集合，提取工序骨架模型中各工序节点关联的加工特征集合，建立加工特征与工序骨架模型的对应关系；
6、步骤4：工步集合计算，根据工序特征集合，计算完成工序特征加工所需要的所有工步；
7、步骤5：工步具体加工内容生成，遍历工步集合，根据工步加工特征的具体类型、制造要求和工序资源设备，生成具体的工步加工内容，与工序骨架模型构成完整的三维加工工艺规程；
8、所述工序骨架模型是指仅包含工序节点、无具体的工步流程信息的加工工序数据流，包括工序名称、工序步骤、工序方法集合、工序资源和工序余量；所述工序方法集合包括车削、铣削、刨削、磨削、镗削和钻削；
9、所述工序模型pmi信息包括mbd模型中注释的尺寸、形位公差以及注释文本；
10、所述加工特征映射封装是指建立自动识别的加工特征与mbd模型标注信息之间的关联关系；
11、所述在工序特征映射关联是指获取加工特征集合中属于当前工序需要加工的部分加工特征。
12、优选地，所述步骤1包括：
13、基础库梳理与构建：梳理产品的典型材料，形成材料基础库；梳理产品结构形式，形成结构形式库；建立精度等级库；
14、实例化模板构建：建立各类材料、结构、精度等级，构建相应的实例化工艺模板，包含加工工序实现的流程；
15、模板决策匹配：以材料作为第一优先级、结构形式作为第二优先级、精度作为第三优先级，依次从实例化模板中筛选初始可行的加工工艺方案；
16、人机交互选择与定制：首先，根据人工对mbd模型的理解，从初始可行的加工工艺方案中选择最终的工艺方案；其次，根据模型的特殊材料以及特殊制造要求添加工序，完成自动决策模板的定制化修改。
17、优选地，所述步骤2包括：
18、空间位置计算：计算特征在零件设计坐标系下的空间包围盒a；
19、pmi标注空间位置计算：计算标注内容的中心点坐标c，计算标注信息基本尺寸m；
20、特征尺寸自动分析：基于cad/cam平台尺寸、形位自动分析接口，获取基本尺寸n；
21、映射封装分析：若m在空间包围盒a内，且与n相同或接近，则标注尺寸与当前特征建立映射封装关系。
22、优选地，所述步骤3包括：
23、特征遍历：计算特征的加工方向，获取加工方向在当前工序可达加工空间内的特征；
24、加工余量分析：提取特征的加工表面，通过前后工序的模型配准以及体外法向上的材料与分析，获取特征的轴向、径向加工余量范围；
25、加工方法分析：提取特征的加工表面，根据表面集合类型、体外法矢量发现、表面在模型中的空间可达性，分析特征可采取的加工工艺方法；
26、基于特征遍历、加工余量分析、加工方法分析，与工序骨架模型中的余量、加工方法进行对比，若在余量范围内且加工方法相同，则当前特征与工序建立映射关联关系。
27、优选地，所述步骤4包括：
28、装夹姿态计算：基于工序的工位方向以及工序特征获取零件工序内的不同装夹姿态，确定工序加工所需要的所有装夹；
29、加工区域分析：根据工序余量计算待加工区域，计算在刀具轴向方向的二维平面上的最大内接圆以及曲面、圆角的半径；
30、刀具选取：以最大内接圆作为粗加工最大刀具，以圆角半径为最小刀具，采用遗传算法进行刀具数量的组合优化，确定同一装夹内所需要的刀具数量；
31、根据所需装夹、刀具数量生成当前工序的工步集合；
32、所述步骤5包括：
33、工步方法选择：遍历特征，依次提取加工特征的表面，根据表面集合类型以及表面在零件所处的空间位置约束关系，确定采用具体的工步方法；
34、工步保证尺寸提取：根据特征映射关联，遍历特征pmi信息，人工交互确定具体需要保证的尺寸、行为公差内容。
35、根据本专利技术提供的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计系统，包括：
36、模块m1：工序骨架模型构建，输入毛坯、中间工序和产品mbd模型，识别产品模型的材料、结构和精度信息，在典型工艺方案模板库中检索所需加工工艺知识；
37、模块m2：加工特征映射封装，基于mbd模型识别零件所有的待加工特征，形成特征集合；识别工序模型pmi信息，实现特征与pmi信息的映射封装；
38、模块m3：工序特征映射关联，根据加工特征集合，提取工序骨架模型中各工序节点关联的加工特征集合，建立加工特征与工序骨架模型的对应关系；
39、模块m4：工步集合计算，根本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求1所述的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法，其特征在于，所述步骤2包括：
4.根据权利要求1所述的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法，其特征在于，所述步骤3包括：
5.根据权利要求1所述的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法，其特征在于，所述步骤4包括：
6.一种模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计系统，其特征在于，包括：
7.根据权利要求6所述的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计系统，其特征在于，所述模块M1包括：
8.根据权利要求6所述的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计系统，其特征在于，所述模块M2包括：
9.根据权利要求6所述的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计系统，其特征在于，所述模块M3包括：
10.根据权利要求6所述的模型与知识驱动的加工工艺
...【技术特征摘要】
1.一种模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法，其特征在于，所述步骤1包括：
3.根据权利要求1所述的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法，其特征在于，所述步骤2包括：
4.根据权利要求1所述的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法，其特征在于，所述步骤3包括：
5.根据权利要求1所述的模型与知识驱动的加工工艺规程半自动设计方法，其特征在于，所述步骤4包括：
【专利技术属性】
技术研发人员：郑祖杰，李露，于谋雨，伍帅，黄飘，唐水英，彭陈元，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：
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