[发明专利]基于历史数据的复杂结构件加工特征智能定义与分类方法

说明书

一种基于历史数据的复杂结构件加工特征智能定义与分类方法，其特征是通过历史数据对复杂结构件加工特征进行定义与分类，首先，针对同一类加工特征，根据加工特征的历史数据，按照加工特征拓扑结构和加工工艺的相似性，对加工特征进行定义与分类，然后，在分类基础上以加工特征的关键几何参数作为特征向量，使用K均值聚类算法对分类结果进行聚类分析，以区分不同几何参数对应的加工特征，并以历史数据中的加工方法和加工参数为参考对聚类结果进行评估，以提取更多共性加工工艺知识，实现工艺知识的高效重用，提高复杂结构件数控编程效率。本发明实现了工艺知识的高效重用，有利于缩短零件生产周期，提高复杂结构件数控编程效率。

技术领域

本发明涉及一种CAD/CAM/CAPP技术，，尤其是一种便于复杂结构件零件数控加工用的特征定义与分类方法，具体地说是一种提高复杂结构件数控编程效率和质量的方法。

背景技术

飞机结构件具有尺寸大，形状复杂等特点，其加工难度大，加工精度要求高，加工工艺复杂，工艺准备周期长。现有的加工工艺知识积累依赖于个人技术经验，经验的传承需要较长的时间周期，占用较大资源，工艺知识如何高效重用则是亟待解决的问题。随着现在航空航天装备的快速发展，飞机结构件呈现出多品种、小批量的特点，而加工特征技术能很好地进行加工知识重用。但复杂结构件的加工特征复杂多变，对于同一类加工特征，其几何尺寸的差异导致加工方法的不同或是加工参数的选取不同，因此同一类加工特征中依然难以给出统一的加工工艺知识，工艺知识的重用效率较低。

根据加工特征的拓扑结构以及几何参数在同一类加工特征中定义详细的加工特征类型，通过对不同拓扑结构以及不同几何参数的特征进行聚类分析，并通过历史数据对聚类结果进行评估，可以使每一类加工特征中的加工方法和加工参数拥有更多共性，每一个类别中的加工特征对应的工艺知识尽可能相同，从而实现加工工艺的高效重用，缩短零件的生产周期，提高复杂结构件的数控编程效率。

发明内容

本发明的目的是针对同一类加工特征中由于拓扑结构以及几何参数不同使得工艺不完全相同的问题，发明一种基于历史数据对同一类加工特征中不同拓扑结构以及不同几何参数的特征进行智能定义与分类的方法，以便提取共性加工工艺知识，使工艺知识高效重用来提高复杂结构件数控编程效率和质量的方法。

本发明的技术方案是：

一种基于历史数据的复杂结构件加工特征智能定义与分类方法，其特征是通过历史数据对复杂结构件加工特征进行定义与分类，首先，针对同一类加工特征，根据加工特征的历史数据，按照加工特征拓扑结构和加工工艺的相似性，对加工特征进行定义与分类，然后，在分类基础上以加工特征的关键几何参数作为特征向量，使用K均值聚类算法对分类结果进行聚类分析，以区分不同几何参数对应的加工特征，并以历史数据中的加工方法和加工参数为参考对聚类结果进行评估，以提取更多共性加工工艺知识，实现工艺知识的高效重用，提高复杂结构件数控编程效率和质量。

加工特征拓扑结构的相似性以几何相似性矩阵衡量，通过全息属性面边图表达加工特征的拓扑结构，并且通过分层结构的形式描述加工特征。然后由此创建几何相似性矩阵计算加工特征间的相似度，几何相似性矩阵中包含了一个加工特征中每个面自身的属性以及所有相邻面间的拓扑关系信息，矩阵形式如下：