CN114398691A - 一种轮胎模具二维视图智能设计方法及设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种轮胎模具二维视图智能设计方法及设备，属于轮胎模具特征识别技术领域，用于解决现有的轮胎模具二维工程图设计过程中关键信息录入出错率高，设计人员工作量大的技术问题。方法包括：通过边界表示法，获取待识别轮胎模具的实体模型，根据实体模型构建待识别轮胎模具的几何拓扑关系；识别几何拓扑关系中所有面的类型，将预设类型的面确定为种子面；确定种子面中的边特征；以种子面为起始搜索面，按照预设搜索方法对实体模型中的预设面进行搜索，得到种子面对应的加工特征面集合；根据加工特征面集合以及种子面的边特征，识别对应的加工特征类型；确定实体模型的投影方式以及剖切位置，以得到待识别轮胎模具的二维视图。

Description

一种轮胎模具二维视图智能设计方法及设备

技术领域

本申请涉及轮胎模具特征识别技术领域，尤其涉及一种轮胎模具二维视图智能设计方法及设备。

背景技术

轮胎模具作为模具行业里面重要的一部分, 随着汽车的普及，得到了蓬勃的发展。在轮胎企业的轮胎模具设计过程中，轮胎二维工程图在零件加工检测中依然发挥着不可替代的作用。在早期的轮胎模具二维工程图设计中，由于设计手段比较落后，设计者只能选择AutoCAD等二维制图软件来辅助轮胎二维工程图的设计。但是由于二维制图软件功能有限，轮胎二维工程图中需要表达的所有信息依旧只能依靠设计人员手动一个个去实现。所以出图效率很低，图纸质量也得不到保证。

由于轮胎产品更新频繁，市场对各个轮胎企业的模具更新的速度也有着更高的要求。随着CAD技术的发展，各个轮胎企业也开始应用功能更强大的三维CAD软件。但是对于企业模具设计人员来说，通过CAD设计轮胎模具二维工程图，依旧需要花费大量的时间做一些重复性的工作，比如多次标注关键尺寸，多次录入零件信息等操作，这也是一个极容易出错的过程。虽然这些CAD等三维软件在设计轮胎二维工程图时相比于二维制图软件效率上有所提升，但是还远远达不到企业的实际需要，仍然会花费大量时间和人力去制作二维工程图。

发明内容

本申请实施例提供了一种轮胎模具二维视图智能设计方法及设备，用于解决如下技术问题：现有的轮胎模具二维工程图设计过程中需要人工多次录入关键信息，导致录入出错率高，设计人员工作量大。

本申请实施例采用下述技术方案：

一方面，本申请实施例提供了一种轮胎模具二维视图智能设计方法，方法包括：在制图软件系统中，通过边界表示法，获取待识别轮胎模具的实体模型，并根据所述实体模型构建所述待识别轮胎模具的几何拓扑关系；识别所述几何拓扑关系中所有面的类型，并将预设类型的面确定为种子面；其中，所述预设类型的面至少包括：平面、圆柱面、圆锥面、环面、球面；基于所述种子面的类型，确定所述种子面中的边特征；以所述种子面为起始搜索面，按照预设搜索方法对所述实体模型中的预设面进行搜索，得到所述种子面对应的加工特征面集合；根据所述加工特征面集合以及所述种子面的边特征，识别对应的加工特征类型；基于所述实体模型上的加工特征类型以及加工特征位置，确定所述实体模型的投影方式以及剖切位置，以得到所述待识别轮胎模具的二维视图。

本申请实施例通过构建轮胎模具的实体模型，并通过算法自动识别轮胎模具中各种加工特征的类型，从而根据各种加工特征的类型确定实体模型的剖切方式，自动对轮胎模具的实体模型进行剖切，生成轮胎模具的二维剖视图。极大减少了一些人为操作的流程，减少了人为失误的可能性，使二维剖视图的准确率得到了很大的提升。实现了一键出图，极大的提高了二维工程图设计的工作效率，减少了设计人员的工作量。

在一种可行的实施方式中，基于所述实体模型上的加工特征类型以及加工特征位置，确定所述实体模型的投影方式以及剖切位置，以得到所述待识别轮胎模具的二维视图，具体包括：获取所述实体模型上的所有加工特征；根据所述待识别轮胎模具的零件类型，确定所述加工特征的投影方式；其中，所述投影方式至少包括投影方向、投影中心；根据所述投影方式，得到所述实体模型的投影三视图；根据所述待识别轮胎模具的零件类型，确定所述待识别轮胎模具的剖切要求；其中，所述剖切要求用于指示所述待识别轮胎模具需要展示的加工特征类型；根据所述剖切要求以及所述实体模型上的加工特征位置，确定所述实体模型的剖切位置；根据所述剖切位置，对所述实体模型进行剖切，得到所述待识别轮胎模具的整体二维剖视图；根据每个加工特征的种子面的类型，建立每个加工特征对应的局部三维坐标系；将所述局部三维坐标系的原点作为剖切位置，Z轴作为剖切方向，所述加工特征的组成面为视图边界，得到每个加工特征的局部放大剖视图，以用于所述待识别轮胎模具的加工。

在一种可行的实施方式中，通过边界表示法，获取待识别轮胎模具的实体模型，并根据所述实体模型构建所述待识别轮胎模具的几何拓扑关系，具体包括：通过边界表示法，对所述待识别轮胎模具进行三维实体建模，得到所述待识别轮胎模具的实体模型；根据拓扑结构访问函数UF_BREP_ask_topology()，获取所述实体模型对应的几何拓扑关系；其中，所述几何拓扑关系表示为一棵多叉树；所述多叉树的根节点为所述实体模型的标识，第二层节点为所述实体模型中包含的所有面的标识，第三层节点为每个面中包含的所有环的标识，第四层节点为构成每个环的边的标识，第五层节点为每条边的端点的标识。

在一种可行的实施方式中，识别所述几何拓扑关系中所有面的类型，并将预设类型的面确定为种子面，具体包括：在待识别面上随机选取预设数量的点；其中，所述待识别面为所述几何拓扑关系中的任一个面；若所述待识别面在选取的每个点处的法向均相同，则确定所述待识别面的类型为平面；若所述待识别面在选取的每个点处的最小曲率半径均相等，并且最大曲率半径均为无穷大，则确定所述待识别面的类型为圆柱面；沿着所述圆柱面上任意两点处的法向，偏移一个最小曲率半径的距离，得到所述圆柱面轴线上两点，从而得到所述圆柱面的轴线位置和轴线方向；在所述待识别面上任取三个点，并分别获取所述待识别面在所述三个点处的法向；若存在与所述三个点处的法向的夹角均相同的向量，且所述预设数量的点处的法向与所述向量的夹角均相同，则确定所述待识别面的类型为圆锥面；其中，所述向量的位置为所述圆锥面的轴线位置，所述向量的方向为所述圆锥面的轴线方向；若所述待识别面在选取的每个点处的最小曲率半径均相等，并且最大曲率半径均不为无穷大，则确定所述待识别面的类型为环面；若所述待识别面在选取的每个点处的最小曲率半径均相等，并且最大曲率半径均相等，则确定所述待识别面的类型为球面；将识别出的所有所述预设类型的待识别面确定为种子面，并按照所述种子面的类型保存到不同的种子面集合中。

种子面是构成加工特征的必要面之一，每个加工特征的识别都是从种子面开始根据拓扑关系、空间位置、边的凸凹性、几何参数等找到模型中满足特征要求的面，形成一个完整的加工特征，因此，本申请中首先识别出实体模型中具有特定形状的种子面，再以这些种子面特征为基准，识别种子面处加工特征的类型，节省了加工特征识别的识别时间和计算量。

在一种可行的实施方式中，基于所述种子面的类型，确定所述种子面中的边特征，具体包括：对于所述种子面集合中的每个种子面，基于所述几何拓扑关系，获取所述种子面的一个相邻面，以及所述种子面与所述相邻面的公共边；获取所述种子面与所述相邻面分别在所述公共边中线处的法向；若两个法向一致，则确定所述公共边为相切边；若所述种子面与所述相邻面都不是平面，则确定所述公共边为混合边；在所述种子面与所述相邻面中至少有一个平面的情况下，将所述平面的法向与另一个面的法向进行叉乘计算，得到叉乘向量；根据所述平面的外环的方向，确定所述公共边在所述平面上的方向；其中，所述实体模型中的所有面均包括一个外环以及若干个内环，外环方向为逆时针，内环方向为顺时针；计算所述公共边在所述平面上的方向与所述叉乘向量的夹角，若所述夹角大于0且小于π⁄2，则确定所述公共边为凸边；若所述夹角大于π⁄2且小于π，则确定所述公共边为凹边。

在一种可行的实施方式中，以所述种子面为起始搜索面，按照预设搜索方法对所述实体模型中的预设面进行搜索，得到所述种子面对应的加工特征面集合，具体包括：以所述种子面为起始搜索面，以所述种子面中的任一内环为起始搜索边，搜索所述内环的另一侧相邻层，然后搜索所述相邻层的相邻层，直至搜索到与所述种子面平行的面为止；其中，所述内环的另一侧相邻层为所述内环除所述种子面之外的相邻面的集合；记录以所述内环为起始搜索边，搜索到的相邻层中的面，以及搜索到的相邻层的层数，得到第一加工特征面集合；以所述种子面为起始搜索面，以所述种子面的外环为起始搜索边，搜索所述外环的另一侧相邻层，然后搜索所述相邻层的相邻层，直至搜索到与所述种子面平行的面为止；其中，所述外环的另一侧相邻层为所述外环除所述种子面之外的相邻面的集合；记录以所述外环为起始搜索边，搜索到的相邻层中的面，以及搜索到的相邻层的层数，得到第二加工特征面集合。

在一种可行的实施方式中，根据所述加工特征面集合以及所述种子面的边特征，识别对应的加工特征类型，具体包括：为每种加工特征类型建立对应的预设识别规则；其中，所述预设识别规则用于指示每种加工特征类型对应的种子面的边特征、加工特征面集合中相邻层的层数以及相邻层中面的特征；将所述加工特征面集合以及所述种子面的边特征与每种加工特征类型的预设识别规则进行比对，确定所述种子面对应的加工特征类型。

在一种可行的实施方式中，所述方法还包括：在所述待识别轮胎模具为上盖零件的情况下，在所述上盖零件的几何拓扑关系中，遍历所有面，并将所有面中的平面保存在第一备用面集合中；遍历所述第一备用面集合中的所有备用面，并获取每一个备用面中，边的数量；以每个备用面的任意一个顶点为原点，原点连接的两条边的方向分别为X轴和Z轴，垂直于备用面的方向为Y轴，建立一个三维坐标系；基于所述每一个备用面中边的数量以及所述三维坐标系，提取所述备用面中的T型槽孔面。

在一种可行的实施方式中，基于所述每一个备用面中边的数量以及所述三维坐标系，提取所述备用面中的T型槽孔面，具体包括：保留所述所有备用面中，边的数量为八的备用面，得到第二备用面集合；遍历所述第二备用面集合中的所有备用面，保留有四条边平行于三维坐标系的Z轴，另外四条边平行于三维坐标系的XOY平面的备用面，得到第三备用面集合；遍历所述第三备用面集合，将每个备用面中的四条平行于XOY平面的边按Z坐标的大小排序，剔除Z坐标最大的边和Z坐标最小的边，若剩余两条边的Z坐标相等，则将所述备用面确定为T型槽孔面。

另一方面，本申请实施例还提供了一种轮胎模具二维视图智能设计设备，设备包括：至少一个处理器；以及，与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器能够执行根据上述任一实施方式所述的一种轮胎模具二维视图智能设计方法。

传统方法出二维图纸的时候，每一个零件都需要针对性的做出图操作，如果按照手动的方式一张张图纸来设计的话，将会有大量的重复性工作，导致模具设计效率十分低下。而通过本申请提供的一种轮胎模具二维视图智能设计方法及设备，可以在指定装配环境下实现一键出图的操作，极大的提高二维工程图设计的工作效率，只需要十分钟左右就可以完成用传统方法30个小时的工作量。并且本申请减少了一些人为操作的流程，减少了人为失误的可能性，使二维图纸的准确率得到了很大的提升。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，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申请中记载的一些实施例，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。在附图中：

图1为本申请实施例提供的一种轮胎模具二维视图智能设计方法流程图；

图2为本申请实施例提供的一种种子面示意图；

图3为本申请实施例提供的一种边特征示意图；

图4为本申请实施例提供的一种轮胎模具二维视图智能设计设备的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本说明书实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

本申请实施例提供了一种轮胎模具二维视图智能设计方法，需要说明的是，本申请中的二维视图指代轮胎模具的二维工程视图。如图1所示，轮胎模具二维视图智能设计方法具体包括步骤S101-S106：

S101、在制图软件系统中，通过边界表示法，获取待识别轮胎模具的实体模型，并根据实体模型构建待识别轮胎模具的几何拓扑关系。

具体地，本申请中的制图软件系统具体为Siemens NX系统。在Siemens NX系统中，通过边界表示法对待识别轮胎模具进行三维实体建模，得到待识别轮胎模具的实体模型。在边界表示法中，一个实体模型可以用有限个面(Face)表示，每个面可以用有限个边(Edge)表示，每条边可以由两个顶点(Vetex)表示，因此可以将一个实体模型用面集合，边集合，顶点集合来进行描述。

作为一种可行的实施方式，实体模型可以描述为O=(V→v∈Vetex,E→e∈Edge,F→f∈Faces)。其中，V、E、F分别表示顶点、边、面的集合，v对应实体模型中的单个顶点vetex，e对应实体模型中的单条边edge，f对应实体模型中的单个面face。

进一步地，通过UGOpen API 中封装的拓扑结构访问函数UF_BREP_ask_topology()，获取实体模型对应的几何拓扑关系。UF_BREP_ask_topology()的输出参数UF_BREP_topology_s即为实体模型对应的集合拓扑关系，表示为一棵以Body- Face-Loop-Edge-Vertex 层次组织的多叉树。

作为一种可行的实施方式，几何拓扑关系对应的多叉树的根节点为待识别轮胎模具的实体模型的标识solid，第二层节点为实体模型中包含的所有面的标识face(1)、face(2)、……、face(k)，第三层节点为每个面中包含的所有环的标识loop(1)、loop(2)、……、loop(k)，第四层节点为构成每个环的边的标识edge(1)、edge(2)、……、edge(k)，第五层节点为每条边的两个端点的标识。多叉树代表实体模型的拓扑信息，多叉树与实体模型对应的几何信息结合在一起，构成完整的几何拓扑关系。

S102、识别几何拓扑关系中所有面的类型，并将预设类型的面确定为种子面。

具体地，为了便于识别，先从实体模型中抽出典型的特征面，比如说平面，圆柱面，圆锥面，环面，球面等面作为种子面。选取种子面方法如下：

在待识别面上随机选取预设数量的点，得到这个面在选取的这些点处的法向；其中，待识别面为几何拓扑关系中的任一个面。

第一种情况中，如果每个点处的法向均指向同一方向，则待识别面的类型为平面。

第二种情况中，迥转曲面是由一根平面曲线绕与其同一平面的轴线转动一圈而成的曲面，而迥转曲面上的任一点都具有第一曲率半径和第二曲率半径，本申请中将这两个曲率半径中较小的一个称为最小曲率半径，较大的一个称为最大曲率半径。圆柱面为迥转曲面的一种，且圆柱面的最小曲率半径处处相等，最大曲率半径都是无穷大。因此，计算随机选取的预设数量的点处的第一曲率半径和第二曲率半径，如每个点处的最小曲率半径均相等，并且最大曲率半径均为无穷大，则待识别面的类型为圆柱面。

进一步地，沿着圆柱面上任意两点处的法向，分别偏移一个最小曲率半径的距离，得到圆柱面轴线上两点，从而根据两个点确定该圆柱面的轴线位置和轴线方向。

第三种情况中，圆锥面也是迥转曲面的一种，圆锥面上任意一点的法向与中心轴的夹角相同。因此，首先在待识别的面上任取3个点，并分别获取该面在这3个点处的法向。若存在与这3个点处的法向的夹角均相同的向量，且预设数量的点处的法向与该向量的夹角均相同，则待识别面的类型为圆锥面。其中，这个向量的位置即为圆锥面的轴线位置，向量的方向为圆锥面的轴线方向。

第四种情况中，环面也是迥转曲面的一种，环面上各个点处的最小曲率半径也都相等，而最大曲率半径都不是无穷大。因此，若待识别的面在选取的每个点处的最小曲率半径均相等，并且最大曲率半径均不为无穷大，则待识别面的类型为环面。

第五种情况中，球面也是迥转曲面的一种，球面上各个点处的最小曲率半径均相等，且最大曲率半径也都处处相等。因此，若待识别面在选取的每个点处的最小曲率半径均相等，并且最大曲率半径均相等，则待识别面的类型为球面。

进一步地，将识别出的所有预设类型的面确定为种子面，并按照种子面的类型保存到不同的种子面集合中备用。

在一个实施例中，将识别出的所有平面保存到平面集合中，集合中可以保存每个平面在几何拓扑关系中的标识。将识别出的所有圆柱面保存到圆柱面集合中，以此类推，从而将不同类型的种子面保存到不同的集合中。

S103、基于种子面的类型，确定种子面中的边特征。

具体地，对于上述种子面集合中的每个种子面，基于几何拓扑关系，获取任一种子面的一个相邻面，以及该种子面与该相邻面的公共边。然后获取该种子面与该相邻面分别在该公共边中线处的法向。根据两个法向以及两个面的特征，确定该公共边为混合边还是相切边。其中，如图2所示，实体模型中的所有面均包括一个外环以及若干个内环（图2中仅示出2个内环作为参考），外环方向规定为逆时针，内环方向规定为顺时针。

作为一种可行的实施方式，图3为本申请实施例提供的一种边特征示意图，如图3所示，假设F1为种子面，F2为F1的相邻面，E为F1和F2的公共边。N1为F1在公共边E的中线上的法向，N2为F2在公共边E的中线上的法向。若N1和N2指向相同的方向，则确定公共边E为相切边。若F1和F2都不是平面，则公共边E为混合边。

进一步地，若该种子面和相邻面中至少有一个是平面，则将平面的法向在前，另一个面的法向在后，进行叉乘计算，得到叉乘向量。然后根据平面的外环的方向，确定公共边在平面上的方向。然后计算公共边在平面上的方向与叉乘向量的夹角，若夹角大于0且小于π⁄2，则该公共边为凸边；若夹角大于π⁄2且小于π，则该公共边为凹边。

在一个实施例中，如图3所示，若F1是平面，F2不是平面，则V=N1×N2。由于平面F1的外环为逆时针方向，因此可知公共边E在平面F1上的方向为向量Ne，然后计算叉乘向量V和向量Ne的夹角，若夹角大于0且小于π⁄2，则公共边E为凸边；若夹角大于π⁄2且小于π，则公共边E为凹边。

S104、以种子面为起始搜索面，按照预设搜索方法对实体模型中的面进行搜索，得到种子面对应的加工特征面集合。

具体地，以一个种子面为起始搜索面，以该种子面中的任一内环为起始搜索边，搜索该内环的另一侧相邻层，然后再搜索相邻层的相邻层，直至搜索到与该种子面平行的面为止。其中，内环的另一侧相邻层即为内环除了种子面之外的相邻面的集合。然后记录以该内环为起始搜索边，搜索到的相邻层中的面，以及搜索到的相邻层的层数，得到第一加工特征面集合。

在一个实施例中，得到实体模型中所有的平面，遍历所有平面，将每个平面作为种子面展开进行搜索。若种子面中有一个圆形内环，内环的另一侧连接有一个圆柱面，那么这个圆柱面即为该内环的另一侧相邻层，该相邻层中只有一个面。若这个圆柱面的另一侧又连接有一个圆锥面，那么圆柱面的相邻层就是这个圆锥面。若这个圆锥面的另一侧又连接了一个平面，则这个平面是圆锥面的相邻层。若这个平面和种子面平行，则停止搜索。将搜索到的每一层相邻层以及总层数3，按照搜索顺序存入第一加工特征面集合中。

进一步地，以种子面为起始搜索面，以种子面的外环为起始搜索边，搜索外环的另一侧相邻层，然后搜索相邻层的相邻层，直至搜索到与种子面平行的面为止。其中，外环的另一侧相邻层为外环除种子面之外的相邻面的集合。然后记录以外环为起始搜索边，搜索到的相邻层中的面，以及搜索到的相邻层的层数，得到第二加工特征面集合。

本申请中将最后搜索到的平行于种子面的面称为终止搜索面。

S105、根据加工特征面集合以及种子面的边特征，识别实体模型中的加工特征。

具体地，为每种加工特征类型建立对应的预设识别规则。其中，预设识别规则中规定了每种加工特征类型对应的种子面的边特征、加工特征面集合中相邻层的层数以及相邻层中面的特征。将加工特征面集合以及种子面的边特征与每种加工特征类型的预设识别规则进行比对，确定种子面对应的加工特征类型。

作为一种可行的实施方式，轮胎模具中的加工特征类型包括：外径、内径、环形封闭凹槽、上盖零件等类型（因数量太多，未全部列举出）。针对每种加工特征类型，本申请实施例均提供了一种预设识别规则，在预设识别规则中，规定了每种加工特征类型的种子面需要具有哪些边特征，例如种子面的内环中全是凸边。还规定了该种子面对应的加工特征面集合中需要有多少层相邻层以及相邻层中都有什么类型的面，例如规定平板冲孔特征的相邻层为1，且相邻层中没有圆锥面。根据这些预设识别规则，即可判断正在识别的种子面处的加工特征是哪种加工特征。由于加工特征类型过多，对应的预设识别规则也过多，本申请中仅阐述设计构思，不对预设识别规则的内容进行具体描述。

S106、基于实体模型上的加工特征类型以及加工特征位置，确定实体模型的投影方式以及剖切位置，以得到待识别轮胎模具的二维视图。

具体地，获取通过S101-S105中的方法识别出的实体模型上的所有加工特征。然后根据待识别轮胎模具的零件类型，确定加工特征的投影方式。投影方式包括投影方向、投影中心等。根据投影方式，得到实体模型的投影三视图。

作为一种可行的实施方式，不同的零件类型具有不同的视图投影规范和惯用表现手法，本申请实施例收集了各种零件的投影方式，根据零件的类型，可对加工特征进行投影，得到投影主视图、投影侧视图以及投影俯视图。

进一步地，根据待识别轮胎模具的零件类型，确定待识别轮胎模具的剖切要求。其中，剖切要求中规定了待识别轮胎模具需要展示的加工特征类型。根据剖切要求以及实体模型上的加工特征位置，确定实体模型的剖切位置。根据剖切位置，对实体模型进行剖切，得到待识别轮胎模具的整体二维剖视图。

作为一种可行的实施方式，识别出实体模型上的所有加工特征之后，该待识别轮胎模具的零件类型对应的剖切要求，例如上盖零件需要表现其孔的截面情况，那么就需要着重展示上盖零件上各种类型的孔。因此，获取上盖零件的实体模型上各个孔的类型和位置，然后计算出能够经过较多类型的孔的一条剖切线，然后对实体模型进行剖切，以使整体二维剖视图能够显示尽量多种孔的内部结构。

进一步地，根据每个加工特征的种子面的类型，建立每个加工特征对应的局部三维坐标系。将局部三维坐标系的原点作为剖切位置，Z轴作为剖切方向，加工特征的组成面为视图边界，得到每个加工特征的局部放大剖视图。

作为一种可行的实施方式，对于分布角度不一致的其他加工特征，可单独根据每个加工特征的种子面的类型，为每个加工特征建立一个局部三维坐标系。本申请中提供了每种加工特征的坐标系创建方式，并作为模板使用，也可在实际应用中灵活设置。例如圆形通孔，其坐标系可由其种子面的旋转轴为Z轴、种子面的中心点为原点进行创建。然后根据Z轴方向确定剖切方向，根据坐标系原点确定剖切位置，以圆形通孔的组成面确定投影视图边界，自动生成圆形通孔的局部放大剖视图。

作为一种可行的实施方式，在获取待识别轮胎模具的二维视图后，需要对二维视图中的尺寸等特征进行标注。不同零件的二维图不同，但相同特征的标注形式却是一样的。在识别出实体模型上的加工特征后，获取设计人员上传的待识别轮胎模具的尺寸配置文件并读取。并根据企业标注规范，对投影三视图、整体二维剖视图以及局部放大剖视图中的加工特征分别标注。

识别T型槽孔在上盖零件避位槽孔的标注中起到了关键性作用。若待识别轮胎模具为上盖零件，则在上盖零件的几何拓扑关系中，遍历所有面，并将所有面中的平面保存为备用面。遍历所有备用面，获取每一个备用面的所有边。若备用面的边的数量不等于8，则将这个面剔除，将剩余的面作为备用面。再次遍历当前所有备用面，并以每个备用面的任意一个顶点为原点，原点连接的两条边的方向分别为X轴和Z轴，垂直于备用面的方向为Y轴，建立一个三维坐标系。若备用面的四条边平行于三维坐标系的Z轴，另外四条边平行于三维坐标系的XOY平面，则保留备用面，否则，将备用面剔除。再次遍历当前所有备用面，将四条平行于三维坐标系的XOY平面的边按Z坐标的大小排序，剔除Z坐标最大的边和Z坐标最小的边，若剩余两条边的Z坐标相等，则将备用面确定为T型槽孔面。然后根据上盖零件的尺寸配置文件，对T型槽孔面进行尺寸标注，得到T型槽孔面的二维视图。

另外，本申请实施例还提供了一种轮胎模具二维视图智能设计设备，如图4所示，轮胎模具二维视图智能设计设备400具体包括：

至少一个处理器401；以及，与至少一个处理器401通信连接的存储器402；其中，存储器402存储有能够被至少一个处理器401执行的指令，以使至少一个处理器401能够执行：

在制图软件系统中，通过边界表示法，获取待识别轮胎模具的实体模型，并根据所述实体模型构建所述待识别轮胎模具的几何拓扑关系；

识别所述几何拓扑关系中所有面的类型，并将预设类型的面确定为种子面；其中，所述预设类型的面至少包括：平面、圆柱面、圆锥面、环面、球面；

基于所述种子面的类型，确定所述种子面中的边特征；

以所述种子面为起始搜索面，按照预设搜索方法对所述实体模型中的预设面进行搜索，得到所述种子面对应的加工特征面集合；

根据所述加工特征面集合以及所述种子面的边特征，识别对应的加工特征类型；

基于所述实体模型上的加工特征类型以及加工特征位置，确定所述实体模型的投影方式以及剖切位置，以得到所述待识别轮胎模具的二维视图。

本申请中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于设备实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

上述对本申请特定实施例进行了描述。其它实施例在所附权利要求书的范围内。在一些情况下，在权利要求书中记载的动作或步骤可以按照不同于实施例中的顺序来执行并且仍然可以实现期望的结果。另外，在附图中描绘的过程不一定要求示出的特定顺序或者连续顺序才能实现期望的结果。在某些实施方式中，多任务处理和并行处理也是可以的或者可能是有利的。

以上所述仅为本申请的实施例而已，并不用于限制本申请。对于本领域技术人员来说，本申请的实施例可以有各种更改和变化。凡在本申请实施例的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的权利要求范围之内。

Claims (10)

1.一种轮胎模具二维视图智能设计方法，其特征在于，所述方法包括：

在制图软件系统中，通过边界表示法，获取待识别轮胎模具的实体模型，并根据所述实体模型构建所述待识别轮胎模具的几何拓扑关系；

识别所述几何拓扑关系中所有面的类型，并将预设类型的面确定为种子面；其中，所述预设类型的面至少包括：平面、圆柱面、圆锥面、环面、球面；

基于所述种子面的类型，确定所述种子面中的边特征；

以所述种子面为起始搜索面，按照预设搜索方法对所述实体模型中的预设面进行搜索，得到所述种子面对应的加工特征面集合；

根据所述加工特征面集合以及所述种子面的边特征，识别对应的加工特征类型；

基于所述实体模型上的加工特征类型以及加工特征位置，确定所述实体模型的投影方式以及剖切位置，以得到所述待识别轮胎模具的二维视图。

2.根据权利要求1所述的一种轮胎模具二维视图智能设计方法，其特征在于，基于所述实体模型上的加工特征类型以及加工特征位置，确定所述实体模型的投影方式以及剖切位置，以得到所述待识别轮胎模具的二维视图，具体包括：

获取所述实体模型上的所有加工特征；

根据所述待识别轮胎模具的零件类型，确定所述加工特征的投影方式；其中，所述投影方式至少包括投影方向、投影中心；

根据所述投影方式，得到所述实体模型的投影三视图；

根据所述待识别轮胎模具的零件类型，确定所述待识别轮胎模具的剖切要求；其中，所述剖切要求用于指示所述待识别轮胎模具需要展示的加工特征类型；

根据所述剖切要求以及所述实体模型上的加工特征位置，确定所述实体模型的剖切位置；

根据所述剖切位置，对所述实体模型进行剖切，得到所述待识别轮胎模具的整体二维剖视图；

根据每个加工特征的种子面的类型，建立每个加工特征对应的局部三维坐标系；

将所述局部三维坐标系的原点作为剖切位置，Z轴作为剖切方向，所述加工特征的组成面为视图边界，得到每个加工特征的局部放大剖视图，以用于所述待识别轮胎模具的加工。

3.根据权利要求1所述的一种轮胎模具二维视图智能设计方法，其特征在于，通过边界表示法，获取待识别轮胎模具的实体模型，并根据所述实体模型构建所述待识别轮胎模具的几何拓扑关系，具体包括：

通过边界表示法，对所述待识别轮胎模具进行三维实体建模，得到所述待识别轮胎模具的实体模型；

根据拓扑结构访问函数UF_BREP_ask_topology()，获取所述实体模型对应的几何拓扑关系；其中，所述几何拓扑关系表示为一棵多叉树；

所述多叉树的根节点为所述实体模型的标识，第二层节点为所述实体模型中包含的所有面的标识，第三层节点为每个面中包含的所有环的标识，第四层节点为构成每个环的边的标识，第五层节点为每条边的端点的标识。

4.根据权利要求1所述的一种轮胎模具二维视图智能设计方法，其特征在于，识别所述几何拓扑关系中所有面的类型，并将预设类型的面确定为种子面，具体包括：

在待识别面上随机选取预设数量的点；其中，所述待识别面为所述几何拓扑关系中的任一个面；

若所述待识别面在选取的每个点处的法向均相同，则确定所述待识别面的类型为平面；

若所述待识别面在选取的每个点处的最小曲率半径均相等，并且最大曲率半径均为无穷大，则确定所述待识别面的类型为圆柱面；

沿着所述圆柱面上任意两点处的法向，偏移一个最小曲率半径的距离，得到所述圆柱面轴线上两点，从而得到所述圆柱面的轴线位置和轴线方向；

在所述待识别面上任取三个点，并分别获取所述待识别面在所述三个点处的法向；若存在与所述三个点处的法向的夹角均相同的向量，且所述预设数量的点处的法向与所述向量的夹角均相同，则确定所述待识别面的类型为圆锥面；其中，所述向量的位置为所述圆锥面的轴线位置，所述向量的方向为所述圆锥面的轴线方向；

若所述待识别面在选取的每个点处的最小曲率半径均相等，并且最大曲率半径均不为无穷大，则确定所述待识别面的类型为环面；

若所述待识别面在选取的每个点处的最小曲率半径均相等，并且最大曲率半径均相等，则确定所述待识别面的类型为球面；

将识别出的所有所述预设类型的待识别面确定为种子面，并按照所述种子面的类型保存到不同的种子面集合中。

5.根据权利要求4所述的一种轮胎模具二维视图智能设计方法，其特征在于，基于所述种子面的类型，确定所述种子面中的边特征，具体包括：

对于所述种子面集合中的每个种子面，基于所述几何拓扑关系，获取所述种子面的一个相邻面，以及所述种子面与所述相邻面的公共边；

获取所述种子面与所述相邻面分别在所述公共边中线处的法向；

若两个法向一致，则确定所述公共边为相切边；

若所述种子面与所述相邻面都不是平面，则确定所述公共边为混合边；

在所述种子面与所述相邻面中至少有一个平面的情况下，将所述平面的法向与另一个面的法向进行叉乘计算，得到叉乘向量；

根据所述平面的外环的方向，确定所述公共边在所述平面上的方向；其中，所述实体模型中的所有面均包括一个外环以及若干个内环，外环方向为逆时针，内环方向为顺时针；

计算所述公共边在所述平面上的方向与所述叉乘向量的夹角，若所述夹角大于0且小于π⁄2，则确定所述公共边为凸边；若所述夹角大于π⁄2且小于π，则确定所述公共边为凹边。

6.根据权利要求5所述的一种轮胎模具二维视图智能设计方法，其特征在于，以所述种子面为起始搜索面，按照预设搜索方法对所述实体模型中的预设面进行搜索，得到所述种子面对应的加工特征面集合，具体包括：

以所述种子面为起始搜索面，以所述种子面中的任一内环为起始搜索边，搜索所述内环的另一侧相邻层，然后搜索所述相邻层的相邻层，直至搜索到与所述种子面平行的面为止；其中，所述内环的另一侧相邻层为所述内环除所述种子面之外的相邻面的集合；

记录以所述内环为起始搜索边，搜索到的相邻层中的面，以及搜索到的相邻层的层数，得到第一加工特征面集合；

以所述种子面为起始搜索面，以所述种子面的外环为起始搜索边，搜索所述外环的另一侧相邻层，然后搜索所述相邻层的相邻层，直至搜索到与所述种子面平行的面为止；其中，所述外环的另一侧相邻层为所述外环除所述种子面之外的相邻面的集合；

记录以所述外环为起始搜索边，搜索到的相邻层中的面，以及搜索到的相邻层的层数，得到第二加工特征面集合。

7.根据权利要求6所述的一种轮胎模具二维视图智能设计方法，其特征在于，根据所述加工特征面集合以及所述种子面的边特征，识别对应的加工特征类型，具体包括：

为每种加工特征类型建立对应的预设识别规则；其中，所述预设识别规则用于指示每种加工特征类型对应的种子面的边特征、加工特征面集合中相邻层的层数以及相邻层中面的特征；

将所述加工特征面集合以及所述种子面的边特征与每种加工特征类型的预设识别规则进行比对，确定所述种子面对应的加工特征类型。

8.根据权利要求1所述的一种轮胎模具二维视图智能设计方法，其特征在于，所述方法还包括：

在所述待识别轮胎模具为上盖零件的情况下，在所述上盖零件的几何拓扑关系中，遍历所有面，并将所有面中的平面保存在第一备用面集合中；

遍历所述第一备用面集合中的所有备用面，并获取每一个备用面中，边的数量；

以每个备用面的任意一个顶点为原点，原点连接的两条边的方向分别为X轴和Z轴，垂直于备用面的方向为Y轴，建立一个三维坐标系；

基于所述每一个备用面中边的数量以及所述三维坐标系，提取所述备用面中的T型槽孔面。

9.根据权利要求8所述的一种轮胎模具二维视图智能设计方法，其特征在于，基于所述每一个备用面中边的数量以及所述三维坐标系，提取所述备用面中的T型槽孔面，具体包括：

保留所述所有备用面中，边的数量为八的备用面，得到第二备用面集合；

遍历所述第二备用面集合中的所有备用面，保留有四条边平行于三维坐标系的Z轴，另外四条边平行于三维坐标系的XOY平面的备用面，得到第三备用面集合；

遍历所述第三备用面集合，将每个备用面中的四条平行于XOY平面的边按Z坐标的大小排序，剔除Z坐标最大的边和Z坐标最小的边，若剩余两条边的Z坐标相等，则将所述备用面确定为T型槽孔面。

10.一种轮胎模具二维视图智能设计设备，其特征在于，所述设备包括：

至少一个处理器；以及，

与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有能够被所述至少一个处理器执行的指令，以使所述至少一个处理器能够执行根据权利要求1-9任一项所述的一种轮胎模具二维视图智能设计方法。

Images