[发明专利]基于模型检索技术的模具组件设计方法

说明书

本发明公开了一种基于模型检索技术的模具组件设计方法，包括：对目标产品三维模型进行模型处理，获取轮廓点云，计算得到目标产品模型的几何形状特征向量，并根据目标产品的产品类别信息，在预设实例库模块中采用最近邻法进行匹配检索以获得相似度最高的模具组件实例；根据目标产品的外形结构参数和相应工艺方案，依据预设知识库设定的设计规则进行推理计算，得到模具零件关键结构尺寸数值；依据模具组件实例信息，从预设零件库调用相应的模具组件，并将在推理计算得到模具零件关键结构尺寸数值数据相应地赋值给各个零件，完成零件模型的参数化更新及装配。本发明提出的基于模型检索技术的模具组件设计方法，提高了模具设计质量与效率。

技术领域

本发明涉及模具设计技术领域，尤其涉及一种基于模型检索技术的模具组件设计方法。

背景技术

材料成形技术是许多金属与非金属零件的重要制造方式，广泛应用于现代制造环节。不同的零部件需要采用相应的工艺与配套模具来生产，如轴类零件与型材的挤压模、玻璃瓶的吹制等。根据模具零件的功能划分，模具分为主模具和辅助模具，主模具是指直接参与产品成型的模具零件，其余的模具零件称为辅助模具，不同类别的辅助模具构成模具组件。目前市场竞争激烈且要求不断快速地推出新产品，相应给设计人员相当大的设计负担。传统的设计方法是在相关CAD软件平台下进行重复设计，其特点是模具设计质量过度依赖设计人员的经验，设计周期长，重复劳动多，已难以适应当前市场快速响应的需求。鉴于此类产品的形状特征以及对应的模具往往存在几何拓扑结构相似的特点，有必要采用新的手段与设计方法完成该类零件模具的设计与制造工作。

北京有色金属研究总院程磊在中国发明专利CN103810306A公布了一种高效的型材挤压模具设计方法，该方法通过输入产品特征信息，在专家知识库进行实例检索，获得初始模具设计方案，经过对初始方案进行数值模拟以及相应的优化，得到最优的工艺设计方案，提高了型材挤压模具的设计效率及质量。该发明的产品特征是通过输入产品文本内容信息进行识别并进行实例检索，由于文本内容不能充分表达产品的几何形状特征，因此该方法的局限性大。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种基于模型检索技术的模具组件设计方法，旨在提高模具设计质量与效率。

为实现上述目的，本发明提供一种基于模型检索技术的模具组件设计方法，包括以下步骤：

对目标产品三维模型进行模型处理，获取轮廓点云后，计算得到目标产品模型的几何形状特征向量，并根据目标产品的产品类别信息，在预设实例库模块中采用最近邻法进行匹配检索以获得相似度最高的模具组件实例；

根据目标产品的外形结构参数以及相应工艺方案，依据预设知识库设定的设计规则进行推理计算，得到对应的模具零件关键结构尺寸数值；

依据最相似的模具组件实例信息，从预设零件库调用相应的模具组件，并将在推理计算得到模具零件关键结构尺寸数值数据相应地赋值给各个零件，完成零件模型的参数化更新及装配，完成设计结果输出。

优选地，对目标产品三维模型进行模型处理，获取轮廓点云时，在三维CAD设计软件的建模模块中，先创建模型的纵向截面特征，求得产品的轮廓曲线，然后选择产品的外轮廓曲线构成封闭连续曲线，最后选取该曲线以等弧长方式创建点云，以此获得轮廓点云。

优选地，等弧长方式创建点云指以均匀分割外形轮廓曲线的方式创建点集，点集的个数取决于产品形状特征。

优选地，目标产品模型的几何形状特征向量通过获取目标产品轮廓点云的点坐标信息，应用极半径不变矩算法计算得到。

优选地，极半径不变矩算法指的是基于二维极半径矩的形状特征识别方法，应用的公式是归一化的极半径矩计算公式。