CN103901819B - 基于特征标识的加工操作快速查找方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于特征标识的加工操作快速查找方法，其特征是首先在零件进行特征识别时，给生成的每一个特征赋一个标识值；在生成零件的加工操作时，将每个特征对应的标识值赋予该加工特征对应的加工操作，从而实现基于特征标识值的特征与加工操作的关联；在查找时，通过鼠标点选零件模型上需要查找加工操作的几何元素，搜索该几何元素所属的特征，提取出该特征的标识值，然后搜索零件的加工操作列表，找出包含该标识值的加工操作，从而实现快速查找。本发明能够有效地提高工艺员数控编程的效率，缩短工艺准备时间。
Description
技术领域
本发明涉及一种CAD/CAM技术，尤其是一种在已编辑的大量加工程序中查找到所需加工特征的加工操作以快速完成工艺编程的方法，具体地说是一种基于特征标识的加工操作快速查找方法。
背景技术
目前，CAD/CAM技术在现代制造领域已被广泛应用，特别是在数控编程方面，CAM技术的出现，从一定程度上提高了工艺员的编程效率，提升了加工效率，缩短了产品的制造周期，节约了生产成本。特别是在大型航空结构件中，CAM技术的优势体现的更加明显。但是，随着技术的进步和需求的变化，大型整体结构件应运而生，这些整体结构件模型复杂，尺寸较大。在CAM软件中进行数控编程时，这些整体结构件会生成大量的加工操作。例如一个大型的飞机结构件，其精加工程序的加工操作少则几百个，多则几千个。一旦模型更改或加工程序有错，一般需要对相应特征对应的加工操作进行修改，这时就必须查找到要修改的加工操作，才能做相应的调整。而现有的加工操作查找方法主要包括：人工查找、几何关联查找和刀位点查找。其中人工查找就是工艺员在成百上千的加工操作中手动找到该特征对应的加工操作，这种方法十分繁琐和耗时，还可能因为人为的疏忽，导致一些不必要的错误。几何关联查找就是从加工操作中的几何出发，通过将模型中的几何和加工操作的几何进行对比查找加工操作。这种方式运算量较大，比较耗时，而且由于有些加工操作本身的特殊性，不能提取出其中的加工几何，使得其普适性受到很大的限制。刀位点查找是利用“盒子”的理念来查找加工操作，其通过将要查找加工操作的几何生成一个“盒子”，然后提取被“盒子”包囊刀位点的加工操作，这种方法比较粗放，会查找到一些无用的加工操作，查找准确度不高，实用性也受到限制。
特征技术作为一种数字化制造的一种手段，在信息集成方面发挥了重要作用，在传统的研究与商业软件的应用中，特征技术也已广泛应用在CAD/CAM领域。其在CAM领域发挥的作用已被广泛认可，能有效的提高工艺员的编程效率，有利于知识的继承和共享，提高零件的编程效率和加工质量等等。但如何将特征技术应用到操作查找中以提高工艺员编程效率仍是值得探讨和关注的重点。
发明内容
本发明的目的是针对目前工艺员查找操作繁琐，准确度不高且效率低的问题，发明一种基于特征标识的加工操作快速查找方法。
本发明的技术方案是：
一种基于特征标识的加工操作快速查找方法，其特征是它包括以下步骤：
步骤1、对零件特征信息进行处理，为每个特征设置唯一的特征标识，保存至特征信息列表中；
步骤2、在生成特征加工操作时，同时将特征的特征标识值赋与特征对应的加工操作，实现特征与加工操作的关联；
步骤3、在查找加工操作时，点选要查找加工操作的几何元素；
步骤4、在零件特征列表中搜索该几何元素的归属特征，提取该特征的特征标识信息，用于后续的加工操作的查找；
步骤5、遍历所有的加工操作，提取每个加工操作说明中的特征标识；
步骤6、对比每个加工操作中的特征标识和所选几何元素归属特征的特征标识；如果相同，说明该加工操作属于要查找的特征的加工操作，记录下此加工操作；如果不相同，说明该加工操作不属于要查找的特征的加工操作，直接进行下一个加工操作的对比。
特征标识值的添加可以是发生在特征识别过程中，也可以是对已有的特征信息进行设置；所述的特征标识由三个部分组成，分别是标识标志值前缀“Tag”，特征类型“Featuretype”和特征编号“Feature No.”，在特征标识值中，各部分间用下横线“_”隔开，因此特征标识值可表示为：Tag_Feature type_Feature No.，如槽(Pocket)20的特征标识值可表示为“Tag_Pocket_0020”，这种特征标识定义方法能够确保所有特征的特征标识不重合。特征标识将作为特征的一个单独属性添加到特征当中，并保存到特征列表中。
在生成特征加工操作时，将特征对应的特征标识值赋给特征对应的加工操作，具体实施方法有两种，一种是将特征标识添加到特征对应加工操作的末尾，形成包含特征标识的加工操作名称，例如生成槽20的加工操作时包含一个“Profile Contouring”类型的加工操作，假如该加工操作的名称为“Profile Contouring.31”，此时将该槽的特征标识值添加到加工操作名称之后，生成新的加工操作名称“Profile Contouring.31_Tag_Pocket_0020”，另一种方法是在加工操作中设置备注的位置添加备注，备注信息为特征标识值。
在查找加工操作时，通过鼠标点选需要查找操作的几何元素，获取几何元素的拓扑标识值，也叫Tag值，保存为GoalTag；对零件特征列表中的所有特征进行遍历，提取当前特征CurrentFeature的所有几何元素的Tag值，依次与GoalTag比较；如果当前特征CurrentFeature的几何元素的Tag值与GoalTag相同，则当前特征CurrentFeature为该几何元素所属的特征，保存当前特征为GoalFeature，以找到所要查找操作的几何元素所属的特征。
在得到所要查找加工操作的几何元素所属的特征GoalFeature之后，根据GoalFeature的特征标识值GoalFeatureTag查找特征对应的加工操作采用的方法是：遍历零件包含的所有加工操作，提取各加工操作包含的特征标识值，将这些标识值与GoalFeatureTag进行对比，将与之相同的特征标识值对应的加工操作保存起来，这些加工操作便对应于GoalFeature，并从查找到的这些加工操作中选择需要的加工操作进行加工程序的编辑与优化。
本发明的有益效果：
本发明首先在零件进行特征识别时，给生成的每一个特征赋一个标识值，满足特征识别结果中每一个特征的标识值不重合。在生成零件的加工操作时，将每个特征对应的标识值赋予该加工特征对应的加工操作，从而实现基于特征标识值的特征与加工操作的关联。在进行加工操作查找时，通过鼠标点选零件模型上需要查找加工操作的几何元素，搜索该几何元素所属的特征，提取出该特征的标识值，然后搜索零件的加工操作列表，找出包含该标识值的加工操作，从而实现加工操作的快速查找。与现有加工操作查找方法相比，本发明具有如下明显的优点：
1)通用性强，适用于任何零件、特征及加工操作类型；
2)查找效率高，该方法主要涉及字符串运算，对电脑硬件要求低，计算速度快；
3)准确性高，该方法在生成加工操作时就已经将特征与加工操作进行关联，因此查找过程的准确率非常高，出错的概率极低。
本发明利用特征技术解决了工艺员查找操作繁琐的问题。其能快速而且有效的定位某个特征的加工操作，缩短了工艺员修改程序的时间，显著地提高了编程效率。
附图说明
图1是本发明面向加工操作查找的特征与加工操作关联方法图。
基于关联特征标识的零件加工操作快速自动查找方法主要分两步：①在特征和加工操作中添加特征标识；②利用定义的特征标识对几何的加工操作实现快速查找。在特征中添加特征标识可以发生在特征识别过程中，也可以对已有的特征信息进行设置。特征标识的定义和表示方法已在前文给出，并保存在特征列表中。在加工操作中添加特征标识发生在生成该特征的加工操作时，首先从特征列表中提取该特征的特征标识。然后按上文所述的方法将特征标识值赋给特征对应的加工操作。利用定义的特征标识对几何的加工操作实现快速查找，首先点选要查找加工操作的几何，然后在特征列表中找到该几何的归属特征，提取其特征标识，最后遍历所有加工操作，对比每个加工操作的特征标识和几何的特征标识，相同，就将该加工操作存入该几何的操作列表中。以此，获得加工操作列表即为该几何的所有加工操作。
图2是本发明的典型零件及特征列表示意图。
图2(a)为一个典型的零件，以此作实例说明基于特征标识的零件加工操作快速查找方法的具体实施过程，面R为典型槽特征的腹板面。图2(b)和图2(c)给出了该零件的两种特征列表。展示了图2(a)图中R槽特征的特征信息，其中图2(b)中没有添加特征标识，图2(c)中添加了特征标识，因为该槽特征的编号为“0005”，所以其特征标识为“Tag_Pocket_0005”，如图2(c)中椭圆圈出部分所示。
图3是本发明的基于特征标识的加工操作快速查找流程图。
图4是本发明的几何元素所属特征的特征标识获取方法图。
图4(a)标出的R面是需要查找操作的面，它的拓扑标识值(Tag)是45452，在特征列表各特征的中搜索Tag值为45452的几何元素。图4(b)是槽特征列表，在“槽.5”中找到这个几何元素，说明该几何元素所属特征为“槽.5”，然后提取此槽特征的特征标识，为“Tag_Pocket_0005”。
图5是本发明的基于特征标识的加工操作快速查找结果示意图。
通过特征标识将特征和加工操作关联，然后再基于特征标识快速查找加工操作。其应用效果如图5所示，图5(a)中用R标出的几何元素所属特征的特征标识为“Tag_Pocket_0005”，查找到该特征的加工操作为图5(b)中方框标出的操作。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
如图1-5所示。
一种基于特征标识的加工操作快速查找方法，它首先在零件进行特征识别时，给生成的每一个特征赋一个标识值，并且特征识别结果中每一个特征的标识值不重合。在生成零件的加工操作时，将每个特征对应的标识值赋予该加工特征对应的加工操作，从而实现基于特征标识值的特征与加工操作的关联。在进行加工操作查找时，通过鼠标点选零件模型上需要查找加工操作的几何元素，搜索该几何元素所属的特征，提取出该特征的标识值，然后搜索零件的加工操作列表，找出包含该标识值的加工操作，从而实现加工操作的快速查找。
下面以一个典型的飞机结构件为例，说明面向加工操作查找的特征与加工操作关联的方法，整个查找过程如图1所示。
飞机结构件的特征如图2中(a)所示，该飞机结构件的特征包括槽(1)、筋(2)、孔(3)、轮廓(4)，槽特征的特征标识形式为Tag_Pocket_0005，筋特征的特征标识形式为Tag_Rib_0005，孔特征的特征标识形式为Tag_Hole_0005，轮廓特征的特征标识形式为Tag_Figure_0005，其中“Tag”字符串表示特征标识标志值，“Pocket”、“Rib”、“Hole”、“Figure”字符串表示特征类型，字母后面的数字表示特征编号，其按照每一个特征在所在特征类别的序号确定。下面主要以图中用R标出的P0005槽特征为例说明整个过程，其余特征都类似。
一种基于特征标识的加工操作快速查找方法，它包括以下步骤：
步骤1、对特征进行处理，为每个特征设置唯一的特征标识，保存特征列表。其中槽5的识别结果和特征标识信息如图2(c)所示，根据特征标识的定义，槽5的特征标识是“Tag_Pocket_0005”，然后将特征标识添加到槽5的属性中，最后保存特征列表。特征标识在特征列表中的体现如图2(c)中椭圆圈出部分所示；
步骤2、生成特征加工操作，同时将特征的特征标识值赋与特征对应的加工操作，实现特征与加工操作的关联。槽5的加工操作中包含“Profile Contouring”类型和“Pocket”类型的加工操作。槽5不包含特征标识的加工操作的名称分别为“Pocket.5”、“Profile Contouring.15”、“Profile Contouring.16”和“Profile Contouring.20”。此时将槽5的特征标识值“Tag_Pocket_0005”添加到加工操作名称之后，生成新的加工操作名称“Pocket.5_Tag_Pocket_0005”、“Profile Contouring.20_Tag_Pocket_0005”“Profile Contouring.20_Tag_Pocket_0005”和“ProfileContouring.20_Tag_Pocket_0005”，这样就可以将槽5和其加工操作关联起来了。当然，也可以将特征标识值添加到加工操作的备注信息中。
步骤3、点选要查找加工操作的几何。现在点选槽5的腹板面，如图4中用R标出的面。
步骤4、获取图4中用R标出的面的Tag值，为45452，保存为GoalTag。遍历特征列表中的所有特征，提取当前特征(CurrentFeature)的所有几何元素的Tag值，依次与GoalTag比较。如果当前特征(CurrentFeature)的几何元素的Tag值与GoalTag相同，则当前特征(CurrentFeature)为几何所属的特征，循环终止，保存当前特征为GoalFeature，并保存当前特征的特征标识Tgoal；否则，循环继续。以此方法，在特征列表槽5特征所属面中找到Tag值为45452的面，说明用R标出的面属于槽5特征。提取槽5的特征标识“Tag_Pocket_0005”，保存为Tgoal，用于后面的加工操作查找。
步骤5、提取零件的所有加工操作，设模型的加工操作数目为n。然后遍历零件的加工操作。则对第i(i≤n)个加工操作，读取该加工操作的操作名，如上文所述的槽特征的一个加工操作“Profile Contouring.15_Tag_Pocket_0005”，在此操作名中搜索子字符“_”，搜索到后提取“_”字符后的字符串，包括特征标识标志值“Tag”，特征类型标志“Pocket”，特征编号“0005”，然后组成特征标识“Tag_Pocket_0005”，保存为Ttemp。
步骤6、对比Tgoal和Ttemp，如果相同，说明第i个加工操作是要查找的几何的加工操作，记录该加工操作的序号，并高亮加工操作，然后执行i＝i+1，重复步骤5；如果不相同，直接执行i＝i+1，重复步骤5中遍历操作。
本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
Claims (4)
1.一种基于特征标识的加工操作快速查找方法，其特征是它包括以下步骤：
步骤 1、对零件特征信息进行处理，为每个特征设置唯一的特征标识，保存至特征信息列表中；
步骤2、在生成特征加工操作时，同时将特征的特征标识值赋与特征对应的加工操作，实现特征与加工操作的关联；
步骤3、在查找加工操作时，点选要查找加工操作的几何元素；
步骤4、在零件特征列表中搜索该几何元素的归属特征，提取该特征的特征标识信息，用于后续的加工操作的查找；
步骤5、遍历所有的加工操作，提取每个加工操作说明中的特征标识；
步骤6、对比每个加工操作中的特征标识和所选几何元素归属特征的特征标识；如果相同，说明该加工操作属于要查找的特征的加工操作，记录下此加工操作；如果不相同，说明该加工操作不属于要查找的特征的加工操作，直接进行下一个加工操作的对比；
所述的特征标识值的添加是发生在特征识别过程中或是对已有的特征信息进行设置；所述的特征标识由三个部分组成，分别是标识标志值前缀“Tag”，特征类型“Feature type”和特征编号“Feature No.”，在特征标识值中，各部分间用下横线“_” 隔开，因此特征标识值可表示为：Tag_Feature type_Feature
No.，特征标识将作为特征的一个单独属性添加到特征当中，并保存到特征列表中。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征是在生成特征加工操作时，将特征对应的特征标识值赋给特征对应的加工操作，具体实施方法有两种，一种是将特征标识添加到特征对应加工操作的末尾，形成包含特征标识的加工操作名称，另一种方法是在加工操作中设置备注的位置添加备注，备注信息为特征标识值。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征是在查找加工操作时，通过鼠标点选需要查找操作的几何元素，获取几何元素的拓扑标识值，也叫Tag值，保存为GoalTag；对零件特征列表中的所有特征进行遍历，提取当前特征CurrentFeature的所有几何元素的Tag值，依次与GoalTag比较；如果当前特征CurrentFeature的几何元素的Tag值与GoalTag相同，则当前特征CurrentFeature为该几何元素所属的特征，保存当前特征为GoalFeature，以找到所要查找操作的几何元素所属的特征。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征是在得到所要查找加工操作的几何元素所属的特征GoalFeature之后，根据GoalFeature的特征标识值GoalFeatureTag查找特征对应的加工操作采用的方法是：遍历零件包含的所有加工操作，提取各加工操作包含的特征标识值，将这些标识值与GoalFeatureTag进行对比，将与之相同的特征标识值对应的加工操作保存起来，这些加工操作便对应于GoalFeature，并从查找到的这些加工操作中选择需要的加工操作进行加工程序的编辑与优化。
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