CN105184013A - 一种基于切削体的工序模型正序生成方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明适用于三维工艺设计领域，提供了一种基于切削体的工序模型正序生成方法和装置，存储器中存储由一个或者多个特征切削体模型构成的特征切削体模型库，所述方法包括：根据零件加工工艺解析获得对应各加工工序/加工工步的特征工步；其中，所述特征工步包括加工特征和加工余量，一道加工工序包括一道或者多道加工工步；根据所述加工特征在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型；根据加工特征中的定位属性和加工余量，实例化匹配出的特征切削体模型，得到应用在对应加工工序/加工工步的特征切削体；按照加工特征的定位属性和特征工步顺序依次载入得到的特征切削体，获得工序模型。

Description

一种基于切削体的工序模型正序生成方法和装置

技术领域

本发明属于三维工艺设计领域，尤其涉及一种基于切削体的工序模型正序生成方法和装置。

背景技术

过程模型是三维工艺结果的重要组成部分和表现形式。过程模型不仅可以用于工艺路线的验证，还可以用于加工过程动态仿真、加工过程性能分析、虚拟加工场景等具有加工参考价值的模拟设计中。三维过程模型主要包括三维毛坯模型(BlankModel，简写为：BM)和三维工序模型(In-processModel，简写为：IPM)，毛坯模型用于虚拟加工前的备料状态，工序模型用于虚拟加工过程中工件的形状变化和表达工艺要求。在三维工艺设计中，三维过程模型的自动建模尤为重要，自动建模技术可以减少工艺设计过程的时间，提高设计效率。

为了提高三维过程模型建模的速度，本发明提出了一种基于切削体的工序模型正序生成方法基于特征切削体的工序模型自动建模方法。

工序模型的生成方法主要有基于CAD的快速建模法和基于CAM的快速建模法。基于CAM的快速建模法为了快速生成刀具路径和加工仿真，采用了基于特征的刀轨计算，工序模型作为附加产出而被利用起来。基于CAD的快速建模主要分为逆序生成法和正序生成法。基于CAD的三维工序模型逆序生成法的原理是根据加工工艺过程，以零件模型作为最后一道工序的工序模型，逐步添加余量体积逆序生成工序模型，最终形成毛坯模型。工序模型生成过程中余量体积一般通过参数驱动源模型或手动建模方式完成，工序模型与工艺内容的一致性靠建模者保证。基于CAD的工序模型正序生成是按加工顺序依次生成每道工序的工序模型。现阶段，简单零件(如轴类零件)的工序模型可以自动生成，而复杂的工序模型生成均靠人工手动建模完成。

总体而言，基于CAM的工序模型生成过程不是以生成工序模型为目的的，需要对工艺过程进行重新定义，操作复杂，效率低。

基于CAD的工序模型正向生成只实现了部分简单零件的自动生成，无法适应大部分复杂零件。基于CAD的工序模型逆向生成无法自动生成工序模型，为了提高工序模型手动建模的设计效率，对三维模型建模工具(CAD)提出了较高要求，特别需要CAD支持基于BRep的同步建模技术，且效率极其低，无法促进三维工艺系统的工程化应用。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种基于切削体的工序模型正序生成方法和装置，以解决现有技术三维过程模型建模的速度慢的问题。

本发明实施例是这样实现的，一方面，本发明实施例提供了一种基于切削体的工序模型正序生成方法，存储器中存储由一个或者多个特征切削体模型构成的特征切削体模型库，所述方法包括：

根据零件加工工艺解析获得对应各加工工序/加工工步的特征工步；其中，所述特征工步包括加工特征和加工余量，一道加工工序包括一道或者多道加工工步；根据所述加工特征在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型；根据加工特征中的定位属性和加工余量，实例化匹配出的特征切削体模型，得到应用在对应加工工序/加工工步的特征切削体；按照加工特征的定位属性和特征工步顺序依次载入得到的特征切削体，获得工序模型。

优选的，所述特征切削体模型库按特征类型进行分类表达，特征切削体模型包括加工特征的类型，则所述根据所述加工特征在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型，具体包括：

根据所述加工特征的类型，在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型。

优选的，所述零件加工工艺的获取方式包括通过操作人员输入，或者是通过三维零件模型生成。

优选的，所述通过三维零件模型生成，具体为：通过特征识别，提取所述三维零件模型中的加工特征，其中，所述加工特征包括几何属性、定位属性和工艺属性；

根据所述加工特征包含的各属性，从特征工艺知识库中推演出对应所述三维零件模型的加工工序/加工工步。

优选的，所述特征切削体模型库中特征切削体模型的获取方式包括：

将一组建模过程预定义为可复用的模型；

将其建模的几何属性和加工要求属性均转换为特征在加工工艺中需驱动的尺寸和参考值；

建立加工特征与特征切削体之间的映射关系。

优选的，所述特征切削体模型库中特征切削体模型的获取方式包括：

使用分层反求重构切削体的方法解析一种或者多种零件三维模型，获取对应加工特征，建立所述加工特征与特征切削体之间的映射关系。

优选的，所述过程模型具体表示为：

$W_i=B-\underset{p=1}{\overset{i}{\Σ}}\underset{q=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{fc}}_{pq}$

其中，B为零件的毛坯模型，W_i为工件在完成当前工序后的工序模型，fc_pq为第p道工序中第q道工步的特征切削体模型。

优选的，在CAD中生成的所述特征切削体具有布尔运算功能，所述按照加工特征的定位属性和特征工步顺序依次载入得到的特征切削体，具体为：

利用所述特征切削体，根据定位属性和特征工步顺序，在毛坯模型中依次完成布尔减运算。

另方面，本发明实施例还提供了一种基于切削体的工序模型正序生成装置，所述装置包括存储器和处理器，具体的：

所述存储器中存储由一个或者多个特征切削体模型构成的特征切削体模型库，所述方法包括：

所述处理器，用于根据零件加工工艺解析获得对应各加工工序/加工工步的特征工步；其中，所述特征工步包括加工特征和加工余量，一道加工工序包括一道或者多道加工工步；

根据所述加工特征在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型；

根据加工特征中的定位属性和加工余量，实例化匹配出的特征切削体模型，得到应用在对应加工工序/加工工步的特征切削体；

按照加工特征的定位属性和特征工步顺序依次载入得到的特征切削体，获得工序模型。

优选的，所述装置还包括输入接口，具体的：

所述输入接口，用于获取操作人员输入的三维零件模型；

所述处理器还用于通过特征识别，提取所述三维零件模型中的加工特征，其中，所述加工特征包括几何属性、定位属性和工艺属性；根据所述加工特征包含的各属性，从特征工艺知识库中推演出对应所述三维零件模型的加工工序/加工工步。

本发明实施例提供的一种基于切削体的工序模型正序生成方法的有益效果包括：本发明实施例提出的三维工序模型自动建模可以缩短工艺设计的建模时间，提高了工艺设计的效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本发明实施例提供的一种基于切削体的工序模型正序生成方法的流程图；

图2是本发明实施例提供的过程模型快速生成流程图

图3是本发明实施例提供的一种参数化切削体的建立流程示意图；

图4是本发明实施例提供的特征切削体库示意图；

图5是本发明实施例提供的特征切削体分层反求过程的流程示意图；

图6是本发明实施例提供的一种特征切削体分层反求过程的流程示意图；

图7是本发明实施例提供的一种工序模型中型腔生成过程示意图；

图8是本发明实施例提供的一种工序模型正序生成示意图；

图9是本发明实施例提供的一种工序模型自动生成方法示意图；

图10是本发明实施例提供的一种工序模型中外圆柱面生成的流程示意图；

图11是本发明实施例提供的一种工艺解析结果样例示意图；

图12是本发明实施例提供的一种加工工艺与特征切削体的关系图；

图13是本发明实施例提供的一种轴类零件工序模型生成过程样例示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

加工特征是连接CAD系统与CAPP系统的桥梁，是智能化工艺设计的基础。特征识别技术从模型中识别出具有工艺语义的几何形状及其制造属性，将设计的意图转换为工艺要求。针对特征识别技术中没有将三维模型的标注信息作为影响因素，本发明研究一种基于MBD模型的加工特征识别技术，通过对MBD模型中的几何信息与PMI信息的转化，获得具有工艺语义的加工特征和加工余量，解决模型信息有效利用的问题，为工艺设计智能化提供技术基础。

在本发明各实施例中，有选的，所述加工特征主要包括管理属性、几何属性和工艺属性三范畴。其中管理属性又包括：特征类型、特征id、特征材料；几何属性又包括：几何面、定位属性、几何大小；工艺属性又包括：加工精度等。

为了说明本发明所述的技术方案，下面通过具体实施例来进行说明。

实施例一

如图2所示为本发明提供的1、一种基于切削体的工序模型正序生成方法，其特征在于，存储器中存储由一个或者多个特征切削体模型构成的特征切削体模型库，所述方法包括：

在步骤201中，根据零件加工工艺解析获得对应各加工工序/加工工步的特征工步。

其中，所述特征工步包括加工特征和加工余量，一道加工工序包括一道或者多道加工工步。

在步骤202中，根据所述加工特征在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型。

在步骤203中，根据加工特征中的定位属性和加工余量，实例化匹配出的特征切削体模型，得到应用在对应加工工序/加工工步的特征切削体。

在步骤204中，按照加工特征的定位属性和特征工步顺序依次载入得到的特征切削体，获得工序模型。

本发明实施例提出的三维工序模型自动建模可以缩短工艺设计的建模时间，提高了工艺设计的效率。

结合本实施例，存在一种优选的可实现方案，其中，所述特征切削体模型库按特征类型进行分类表达，特征切削体模型包括加工特征的类型，则所述根据所述加工特征在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型，具体包括：

根据所述加工特征的类型，在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型。

结合本实施例，存在一种优选的可实现方案，其中，所述零件加工工艺的获取方式包括通过操作人员输入，或者是通过三维零件模型生成。

结合本实施例，存在一种优选的可实现方案，其中，所述通过三维零件模型生成，具体为：

通过特征识别，提取所述三维零件模型中的加工特征，其中，所述加工特征包括几何属性、定位属性和工艺属性；

根据所述加工特征包含的各属性，从特征工艺知识库中推演出对应所述三维零件模型的加工工序/加工工步。

结合本实施例，存在一种优选的可实现方案，其中，所述特征切削体模型库中特征切削体模型的获取方式包括：

将一组建模过程预定义为可复用的模型；

将其建模的几何属性和加工要求属性均转换为特征在加工工艺中需驱动的尺寸和参考值；

建立加工特征与特征切削体之间的映射关系。

结合本实施例，存在一种优选的可实现方案，其中，所述特征切削体模型库中特征切削体模型的获取方式包括：

使用分层反求重构切削体的方法解析一种或者多种零件三维模型，获取对应加工特征，建立所述加工特征与特征切削体之间的映射关系。

结合本实施例，存在一种优选的可实现方案，其中，所述过程模型具体表示为：

$W_i=B-\underset{p=1}{\overset{i}{\Σ}}\underset{q=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{fc}}_{pq}$

其中，B为零件的毛坯模型，W_i为工件在完成当前工序后的工序模型，fc_pq为第p道工序中第q道工步的特征切削体模型。

其中，则正向推进式生成工序模型的方法可表示为：W_i＝W_i-1-FC_i，如图2所示，其中FC_i＝{fc_i1,fc_i2…fc_in}为在第i道工序的模型中涉及的加工特征的特征切削体模型集合，并且W₀＝B。

实施例二

本实施例提供了一种由三维零件模型为输入，依次获得加工工艺过程和工序模型的方法，是针对实施例一中所涉及的一种优选实现方案的具体阐述。本实施例中以零件模型主要输入，基于从毛坯模型上依次“减去”体积生成工序模型的思想，过程模型生成流程如图8所示：

在步骤301中，将三维零件模型输入到处理系统中。

在步骤302中，通过特征识别，提取出零件的加工特征(MachiningFeature，简写为：MF)。

在步骤303中，根据加工特征的属性，从特征工艺知识库中获得特征工步。其中，加工特征的属性包括定位属性、工艺属性和几何属性。

在步骤304中，根据加工特征的属性，对特征的加工工步进行重新排序，获得零件的加工工艺。

在步骤305中，通过零件的加工工艺以及零件的类型生成零件的毛坯模型。

在步骤306中，根据零件的加工工艺中所包含的特征加工工步，自动实例化特征切削体生成特征切削体模型。

其中，根据特征类型的不同，特征切削体的构造方法也不同。有稳定拓扑结构的特征(StableTopologyFeature，简写为：SAF)采用预定义参数化切削体法构造特征切削体模型，而半稳定拓扑结构的特征(SemiStableFeature,简写为：SSF)采用分层反求重构的方法获得特征切削体模型；

在步骤307中，在毛坯模型或者上一道的工序模型中依次自动载入相关联的特征切削体模型，生成当前工序的工序模型。

实施例三

本实施是针对实施例四中所涉及的由稳定拓扑结构的特征SAF采用预定义参数化切削体法构造特征切削体模型的具体实例。其中，SAF具有稳定的拓扑结构，在加工过程中去除的体积块的拓扑结构也是稳定的，基于此原理，针对SAF特征，本发明提出参数化切削体法来自动产生特征切削体模型。

为了保证特征切削体模型能在上道工序模型中以正确的形状和姿态放置，需要确定其几何形状参数和放置参考，因此，特征切削体的建立除了需要建立外形体积模型外，还需在体积模型中定义定形参数和定位参数。

特征切削体的建立需满足如下三个条件：(1)特征切削体可参数化驱动外形尺寸，即具有几何属性和工艺属性；(2)特征切削体可参数化定位到模型中，定位的参考不依赖模型实体面，即具有定位属性；(3)切削体具有布尔“减”运算功能或者能被进行布尔“减”操作。通过此种方法正序生成的工序模型既不受零件模型中各个加工特征的拓扑关系的影响，也不会受后续工序模型的拓扑结构调整与变化的影响。

参数化切削体的建立过程如图3所示包括以下步骤：

在步骤401中，将一组建模过程预定义为可复用的模型。

在具体实现中，可以通过CAD技术将一组建模过程预定义为一个可复用的建模特征。

在步骤402中，将其建模的几何属性和加工要求属性均转换为特征在加工工艺中需驱动的尺寸和参考值。

在步骤403中，建立加工特征与特征切削体之间的映射关系。

应用本实施例生成的部分特征切削体模型如图4所示。

实施例四

本实施是针对实施例四中所涉及的由半稳定拓扑结构的特征SSF采用分层反求重构的方法获得特征切削体模型的具体实例。其中，SSF在加工过程中去除的体积块的拓扑结构是相对不稳定的。特征本身具有稳定局部面关系的半稳定拓扑结构，剔除部分斜面，其余所有的侧面平行于加工的入刀方向，所有的层面都垂直于入刀方向。基于此特点，针对SSF特征，本发明提出分层反求重构切削体法。下面以型腔特征为例说明分层反求重构切削体法。

型腔特征在高度方向上被底面(f_b)和顶面(f_t)所控制，假设底面高度为h_b，顶面高度为h_t，特征所包含的侧面和层面部分或者全部在区域H＝[h_b,h_t]范围内。在高度方向上，特征可以被层面分为多个层，相邻的两个层面之间的空间称之为一层(layer)，由此可见，特征在空间中的体积可以通过每一层的层体积累加而成。层体积可以通过层的边界在高度方向拉伸层高获得，每一层的边界线可以通过截交方式获得。当形成特征切削体模型时，如同型腔加工的“层优先”铣削一样，层体积在工序模型中从顶到底一层层不断地被实例化后插入到模型中，这个过程即为特征切削体重构过程。

以如图5所示的封闭型腔为例说明特征切削体分层反求重构的过程，具体如图6所示，包括以下执行步骤：

在步骤501中，对型腔进行分层。其中，型腔内有四个层面{f₁,f₂,f₃,f₄}，加上一个虚拟的顶层层面f_t＝f₀，其面的高度依次为h₀>h₁>h₂>h₃>h₄＝0，型腔被五个层面划分为四个层{[f₀,f₁],[f₁,f₂],[f₂,f₃],[f₃,f₄]}。

在步骤502中，根据除顶层之外的四个层面的位置创建四个基准平面{fd₁,fd2,fd₃,fd₄}，并将四个基准面与特征的侧面截交后求截交线。由于型腔是封闭的，因此截交后形成四个封闭的截面边界环{S₁,S₂,S₃,S₄}。

在步骤503中，以截面边界环内区域为底面向入刀反方向拉伸层高获得层体积{LCV₁,LCV₂,LCV₃,LCV₄}，其中，已知型腔入刀方向、各层封闭的截面边界环、各层高度，求各层的体积模型。

在步骤504中，切削体体积重组。在特征的非最后一道加工过程中，将侧面余量和底面余量考虑在内，控制截面边界的偏移和底面高度，各层体积重构后累加得到特征切削体模型，如图7所示。

每层截面的局部坐标系为CS_i，其与零件模型的绝对坐标系CS_a之间的关系矩阵为M_i。在切削体体积重组中，按照关系矩阵M_i生成层体积，从而保证了特征切削体所采用了与毛坯模型、零件模型相同的参考坐标系。

实施例五

本发明提出的工序模型自动生成是一种以特征切削体为核心的自动建模技术。工序模型生成原理是从毛坯模型或上一道工序模型中不断去除掉特征体积。工序自动建模技术按上述原理模拟设计工艺的加工结果，在本实施例加工工艺为一已知对象，具体的，每一个特征体积被去除的过程分五步进行，如图9所示。

在步骤601中，零件加工工艺解析。根据零件加工工艺解析出每道工序/工步关联的特征工步，从特征工步中解析加工特征及加工余量；

在步骤602中，匹配特征切削体。根据特征加工工步中的特征在切削体库中自动匹配相应的“特征切削体”；

在步骤603中，特征切削体放置位置及驱动尺寸计算。将特征的定位属性转换为特征切削体的放置位置，根据特征的设计尺寸和特征工步的加工余量尺寸自动计算转换为特征切削体的驱动尺寸；

在步骤604中，实例化切削体。通过驱动尺寸实例化特征切削体，形成切削体模型；

在步骤605中，放置切削体模型。按特征的定位属性在上一道工序模型中依次实例化载入特征加工工步的特征切削体模型，即可实现当前工序模型自动生成。

以外圆柱面的粗车为例，考虑加工余量，其工序模型自动生成过程如图10所示。

在整个零件的加工工艺中，按上述步骤依次完成每道工序中每个特征的加工过程模型设计，即可实现所有工序模型自动生成。本方法的核心是特征切削体的构建与自动载入。要使工序模型能自动生成，需满足如下条件：(1)工序模型与工艺过程需建立关联关系，模型与工艺是相关联的、同步的；(2)特征切削体是一个可参数化驱动的体积模型或建模工具；(3)工序模型坐标系统一，并与零件模型坐标系一致。

实施例六

本实施例进一步对实施例五中的工艺解析作进一步的阐述。其中，所述工艺解析是为了建立加工工艺与工序模型之间的驱动关系，用以保证工艺过程与工序模型同步。特征切削体是连接工序模型与加工工艺的重要桥梁。前文讲述了加工工艺是由特征加工工步重新排序得到，零件加工工艺中的工步内容描述是基于特征加工工步语义的显性表达。如图11所示为一种外圆柱面在加工工艺中的工步与特征工步之间的内在关系。

零件加工工艺(Process)包含多个工序(Operation)，一道工序包含多个工步(Step)，一道工步与多个特征工步(FWS)关联。在此关系的基础上，新增特征工步与特征切削体模型(FC)的一对一对应关系。特征切削体模型由特征属性和特征工步属性实例化特征切削体后得到，如图12所示。

加工工艺与特征切削体之间通过上述过程所建立的关系可以表示为：

Process＝{Operation1,Operation2...Operationi...Operationm}，

其中Operationi＝{FWS_i1,FWS_i2…FWS_ij},则：

Process＝{{FWS₁₁,FWS₁₂...FWS_1i},{FWS₂₁,...FWS_2i}...{FWS_m1,...FWS_mn}}

实施例七

对于固定拓扑结构的过程模型建模，如SAF特征的工序模型建模，本发明采用了一种叫用户自定义特征(UserDefineFeature，简写为：UDF)的CAD建模技术实现自动建模。UDF技术可以将数个特征组合起来形成一个新的自己定义的特征，并且会保存在UDF数据库中。UDF的使用流程大体可分为三步：(1)规划并创建参照模型；(2)建立UDF；(3)放置UDF。

针对特征加工工序模型的自动建模过程，UDF技术允许用户将几个已经在建模过程中存在的特征组合为一个UDF特征，并保存为独立文件。参数化切削体通过UDF技术建立。特征切削体的驱动参数从UDF的各个子特征的建模参数中继承和裁剪得到。同时，UDF文件可以被其他模型所调用。在调用过程中，UDF文件中的模型将被复制并实例化到新模型中。根据各加工特征的参数，通过UDF技术可建立SAF特征的切削体库，并根据UDF文件名与特征建立一一对应关系。

用两种不同类型的模型样例说明工序模型的生成过程：轴类零件和壳体类零件。

对于轴类零件，如图13所示，零件模型的几何和非几何信息转化为加工特征，特征的加工方法被自动推理出来。当零件加工工艺编排时，工步所关联的特征及特征工步将被记录。工序模型生成时，从零件加工工艺中解析出工步关联的特征属性、特征工步属性等信息，这些信息用于实例化特征切削体。利用特征类型检索出特征切削体，根据特征尺寸和特征工步余量驱动特征切削体形状变化，根据特征定位属性在工件模型中放置特征切削体模型，依次逐步表达工序模型随加工工艺变化的过程。

对于壳体类零件，其大部分特征为型腔、平面和孔，本发明以一个型腔特征在加工过程中的模型变化过程为例来说明壳体类零件的工序模型生成过程。型腔的特征切削体模型采用了分层反求重构方法获得。根据对特征的几何面进行分层，根据层数据建立基准平面，将基准面与特征的侧面进行“求交线”操作形成截交线，如图13的顶层区域所示。通过修复工具将各层的截面边界变为封闭环，并对线进行分类处理，并存为独立的截面线文件，如图13的中间层区域所示。在表达型腔特征被加工时,从顶至底逐层调用截面线文件，根据线的分类和余量对截面线进行偏移，最后将截面线投影到草绘面进行拉伸获得层体积模型并与工件模型进行布尔运算，如图13的底层区域所示为布尔运算后的工序模型。用此方法依次完成对加工工艺中所有特征的切削过程的表达。

实施例八

本发明实施例还提供了一种基于切削体的工序模型正序生成装置，所述装置包括存储器11和处理器12，具体的：

所述存储器11中存储由一个或者多个特征切削体模型构成的特征切削体模型库，所述方法包括：

所述处理器12，用于根据零件加工工艺解析获得对应各加工工序/加工工步的特征工步；其中，所述特征工步包括加工特征和加工余量，一道加工工序包括一道或者多道加工工步；

根据所述加工特征在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型；

根据加工特征中的定位属性和加工余量，实例化匹配出的特征切削体模型，得到应用在对应加工工序/加工工步的特征切削体；

按照加工特征的定位属性和特征工步顺序依次载入得到的特征切削体，获得工序模型。

结合本实施例存在一种优选的实现方案，其中，所述装置还包括输入接口13，具体的：

所述输入接口13，用于获取操作人员输入的三维零件模型；

所述处理器12，还用于通过特征识别，提取所述三维零件模型中的加工特征，其中，所述加工特征包括几何属性、定位属性和工艺属性；根据所述加工特征包含的各属性，从特征工艺知识库中推演出对应所述三维零件模型的加工工序/加工工步。

本实施例所述的一种基于切削体的工序模型正序生成装置还用于实现上述各方法实施例中的具体步骤，在此不一一赘述。

本领域普通技术人员还可以理解，实现上述实施例方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，所述的存储介质，包括ROM/RAM、磁盘、光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种基于切削体的工序模型正序生成方法，其特征在于，存储器中存储由一个或者多个特征切削体模型构成的特征切削体模型库，所述方法包括：

根据零件加工工艺解析获得对应各加工工序/加工工步的特征工步；其中，所述特征工步包括加工特征和加工余量，一道加工工序包括一道或者多道加工工步；

根据所述加工特征在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型；

根据加工特征中的定位属性和加工余量，实例化匹配出的特征切削体模型，得到应用在对应加工工序/加工工步的特征切削体；

按照加工特征的定位属性和特征工步顺序依次载入得到的特征切削体，获得工序模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述特征切削体模型库按特征类型进行分类表达，特征切削体模型包括加工特征的类型，则所述根据所述加工特征在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型，具体包括：

根据所述加工特征的类型，在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型。

3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述零件加工工艺的获取方式包括通过操作人员输入，或者是通过三维零件模型生成。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过三维零件模型生成，具体为：

通过特征识别，提取所述三维零件模型中的加工特征，其中，所述加工特征包括几何属性、定位属性和工艺属性；

根据所述加工特征包含的各属性，从特征工艺知识库中推演出对应所述三维零件模型的加工工序/加工工步。

5.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述特征切削体模型库中特征切削体模型的获取方式包括：

将一组建模过程预定义为可复用的模型；

将其建模的几何属性和加工要求属性均转换为特征在加工工艺中需驱动的尺寸和参考值；

建立加工特征与特征切削体之间的映射关系。

6.根据权利要求1-4任一所述的方法，其特征在于，所述特征切削体模型库中特征切削体模型的获取方式包括：

使用分层反求重构切削体的方法解析一种或者多种零件三维模型，获取对应加工特征，建立所述加工特征与特征切削体之间的映射关系。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述过程模型具体表示为：

$W_i=B-\underset{p=1}{\overset{i}{\Σ}}\underset{q=1}{\overset{n}{\Σ}}{\mathrm{fc}}_{pq}$

其中，B为零件的毛坯模型，W_i为工件在完成当前工序后的工序模型，fc_pqfc为第p道工序中第q道工步的特征切削体模型。

8.根据权利要求1所述的的方法，其特征在于，在CAD中生成的所述特征切削体具有布尔运算功能，所述按照加工特征的定位属性和特征工步顺序依次载入得到的特征切削体，具体为：

利用所述特征切削体，根据定位属性和特征工步顺序，在毛坯模型中依次完成布尔减运算。

9.一种基于切削体的工序模型正序生成装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器，具体的：

所述存储器中存储由一个或者多个特征切削体模型构成的特征切削体模型库，所述方法包括：

所述处理器，用于根据零件加工工艺解析获得对应各加工工序/加工工步的特征工步；其中，所述特征工步包括加工特征和加工余量，一道加工工序包括一道或者多道加工工步；

根据所述加工特征在特征切削体模型库中匹配出相应的特征切削体模型；

根据加工特征中的定位属性和加工余量，实例化匹配出的特征切削体模型，得到应用在对应加工工序/加工工步的特征切削体；

按照加工特征的定位属性和特征工步顺序依次载入得到的特征切削体，获得工序模型。

10.根据权利要求9所述的装置，其特征在于，所述装置还包括输入接口，具体的：

所述输入接口，用于获取操作人员输入的三维零件模型；

所述处理器还用于通过特征识别，提取所述三维零件模型中的加工特征，其中，所述加工特征包括几何属性、定位属性和工艺属性；根据所述加工特征包含的各属性，从特征工艺知识库中推演出对应所述三维零件模型的加工工序/加工工步。