[发明专利]一种基于三维模型特征的电子零件相似数控工艺检索方法

说明书

技术领域

本发明属于机械制造数控加工工艺设计领域，尤其涉及电子关键零件数控工艺设计领域。 

背景技术

随着制造业和电子技术的发展，对电子类零件的加工质量和精度提出了更高的要求，数控加工因其加工精度和效率高等特点，被广泛应用，数控工艺设计结果的好坏和设计周期的长短，直接影响产品的质量和生产效率，因此数控工艺设计的质量和效率问题得到了广泛的关注和研究。 

数控工艺(以下简称F)可以看做是由零件中所有结构特征的工艺信息(以下简称特征工艺元Foi)按照一定次序组合而成的，即： 

F＝{Fo1，Fo2，Fo3……Fon} 

其中Foi＝{fi1，fi2，fi3……fim}，第i个特征工艺元fij，(j＝1……m)可以表示为： 

fij＝{f_id，f_t，f_m，f_p} 

其中，fij为第i个特征的第j个工步，f_id代表特征编号，f_t代表特征类型，f_m代表特征的加工精度要求，f_p代表特征对应加工精度下的工艺参数(切削用量、切削液、机床、刀具、冷却方式等)。 

为满足企业定制生产的需求，应尽可能压缩数控工艺设计的过程和时间，因此可以对企业中现有的设计信息和制造信息进行合理的组织和重用，通过信息的重用来缩短设计周期、降低工艺设计成本、保证工艺设计的质量。在重用电子关键零件工艺信息过程中，相似性检索机制起着关键作用，检索机制由检索标准或算法来体现。 

然而现有的算法在相似度检索时都是从单个结构特征的几何和工艺相似度入手，只考虑了单个特征的材料、精度等属性。本发明认为相似度判定必须要比较全面的考虑零件的总体信息和几何信息、以及结构特征间的拓扑关系。为此提出了基于零件工艺实例信息模型的三级相似度检索策略。第一级为零件的类别信息的检索，第二级为零件材料信息的检索，第三级为零件的特征拓扑信息的检索。 

发明内容

本发明针对电子关键零件数控工艺设计过程中，工艺人员重复劳动量大，对以前的设计经验和工艺知识不能重复利用的问题，提出了一种相似工艺层次检索方法。根据待工艺设计电子关键零件的信息，从工艺实例数据库中检索与其相似的实例零件的数控工艺，对其进行 适当修改作为待设计零件的数控工艺，并将设计后的数控工艺有选择的存入实例数据库，扩大数据库的容量，实现工艺实例库的自学习。 

为了解决以上问题本发明提供了一种基于三维模型特征的电子零件相似数控工艺检索方法，其特征在于：包括以下步骤： 

步骤1：对电子关键零件三维模型进行预处理：根据CAD开发接口计算三维模型的质心，对模型坐标进行平移变换操作，将世界坐标中心的原点平移变换到模型的质心； 

步骤2：基于特征建立零件的工艺实例模型：将电子关键零件的典型结构特征进行分类，并对各类特征进行编码，确定各类特征的基准点，此基准点用来确定特征在零件上的具体位置； 

步骤3：检索相似工艺：根据零件工艺实例模型，利用相似工艺层次检索算法对数据库中已有的工艺实例进行检索，将结果按照相似度由高到低排列，并显示给工艺设计人员； 

步骤4：更新数据库：将新的数控工艺按照工艺实例模型存储至数据库中。 

所述步骤2中，电子关键零件的典型结构特征分类和编码规则以编码+特征名称的形式给出，具体如下： 

孔类：1简单孔、2沉头孔、3埋头孔；槽类：4直槽、5型槽；6腔类；台阶类：7方形台阶、8半圆形台阶、9U形台阶；孔阵列：10直线阵列、11圆形阵列。 

所述步骤2中，各类特征基准点确定方法如下： 

孔类：孔的中轴线与所在平面的交点；槽类：槽所在平面上槽中心线的中点处； 

台阶类：台阶所在平面中轴线的中点处；腔类：腔所在平面上腔中轴线的中点处； 

孔阵列：阵列孔所在平面的阵列中心。 

步骤2中所述的实例模型的信息包括工艺设计中需要的总体信息、特征拓扑信息和各特征工艺信息的分层模型； 

第一层为电子类关键零件的总体信息层，包括：零件名称、零件大类、零件小类、零件图号、整件图号、工作令号、主制车间、材料牌号、材料体积去除量、派工日期、模型设计人、全批数量、工艺设计员信息； 

第二层：特征拓扑层：借鉴圆的知识，将每个特征抽象为以基准点为其圆心的圆，规定特征与特征之间存在3种关系，即相离、相交、包含；特征拓扑信息用以基准点为圆心的圆表示，位置关系采用圆的位置关系来描述；