[发明专利]面向工序更改的三维工序模型自动更新方法

摘要

本发明提出一种面向工序更改的三维工序模型自动更新方法。该方法首先获得零件模型上的加工特征，在此基础上结合加工工艺信息构建加工元。基于特征的几何结构和工艺信息对加工元进行约束关系构建，建立加工元间的相互约束关系矩阵，通过矩阵的行变换和列变换将加工元分为互不影响的模块，工序更改有效性判断时，仅模块内的加工元互相影响，模块与模块之间的加工元互不影响。基于工序更改类型进行更改有效性判断，确保更改的合理性。更改完毕后，比较旧工艺树与新工艺树获得三维工序模型更新范围，对于需要更新的三维模型进行几何形状、尺寸信息及工艺信息的更新，无需更新的三维工序模型直接重用旧工艺的三维工序模型，从而实现整体工序模型的自动更新。

主权项

一种面向工序更改的三维工序模型自动更新方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：获得零件工艺模型上的所有加工特征，并结合加工工艺信息生成加工元；所述加工元指工序模型上具有语义的几何实体，描述零件工艺模型上材料切除的区域，包括形状特征、精度特征、基准以及加工该特征所需要的刀具和加工参数信息；步骤2：依据加工元构建零件的工序模型；所述工序模型包括几何形状信息、尺寸标注和工艺信息；几何形状信息指零件加工过程中的每步工序模型的形状信息：WIPk=WIPk-1-Σi=1mkMek,i]]>其中WIPk表示第k道工序加工完后的工序模型，WIPk‑1表示第k‑1道工序模型，mk表示第k道工序加工元总数，Mek,i表示第k道工序的第i个加工元；尺寸标注信息包括零件尺寸、公差、定位基准、粗糙度和技术要求；工艺信息包括切削参数及工装信息；步骤3：基于特征间的设计及制造关联关系构建加工元间的约束关系，构建n×n的相互约束关系矩阵A，相互约束关系矩阵A中第i行第j列元素aij表示Mei与Mej之间的相互约束关系，如果Mei与Mej存在约束关系则aij＝1，没有约束关系aij＝0；根据基于特征间的设计及制造关联关系建立约束关系的规则为：1)、如果特征Fi与特征Fj之间存在设计基准约束，并且Fi的特征面为Fj的基准面，则Fi先于Fj加工，aij＝1；2)、如果Fi的某一面为Fj的刀具可达面，则Fi先于Fj加工，aij＝1；3)、如果Fi的加工使得Fj不可接近，则Fj先于Fi加工，aji＝1；4)、如果Fi为主特征，Fj为依附于Fi的辅特征，则Fi先于Fj加工，aij＝1；5)、对于同一特征的加工优先级按照粗加工‑半精加工‑精加工顺序加工；步骤4：对相互约束关系矩阵A进行行和列变换将加工元分为互不影响的模块，得到聚类矩阵M；模块划分方法为：步骤4.1：求相互约束关系矩阵A的可达矩阵P；步骤4.2：初始化聚类矩阵M＝A；步骤4.3：对于可达矩阵P，如果P的列向量pr≠0，则查找非零元素ps,r，如果s≠r，将s顺序存储为S，并令pr＝0；步骤4.4：考察列向量ps，如果存在非零元素pt,s，且对任意s，t≠s，则将t添加至S，并令ps＝0；步骤4.5：对聚类矩阵M的列向量进行重新排序，将mr、ms调整至序列尾部；步骤4.6：对聚类矩阵M的行向量进行重新排序，将调整至序列尾部；步骤4.7：如果P中存在列向量pr≠0，则返回步骤4.3，否则循环结束；步骤5：在进行工序更改前，基于工序包含的加工元约束关系进行更改的有效性判断：步骤5.1：获取当前更改工序的加工元集合，选取其中任一加工元，基于加工元间约束关系，遍历求得与此加工元有关系的先加工集合Pre_lis和后加工集合Beh_list；步骤5.2：获得Pre_list中加工元序号最大值a和Beh_list中加工元序号最小值b，则此加工元的可调整范围为(a,b)；步骤5.3：获得本工序中所有加工元的可调整范围，合并得到此工序的可调整范围；步骤5.4：在进行工序更改时，判断工序的调整范围是否在允许范围内，若是，则是有效的更改；步骤6：工序更改完毕后，比较旧工艺与新工艺中工序的不同，判断更改类型，寻找发生变化的工序及影响范围，对需更新的工序模型进行自动更新：步骤6.1：获得旧工艺工序列表(y1,y2,…,yn)，建立与之对应的扩展工序列表(y'1,y'2,…,y'n)，使得y'1＝y1，y'k＝yk∨y'k‑1，其中yi＝{(Fi，1,value1),(Fi，2,value2),…,(Fi，k,valuek)}表示第i道工序所包含的特征及加工余量的集合；步骤6.2：获得新工艺工序列表(z1,z2,…,zn)及其扩展工序列表(z'1,z'2,…,z'n)；步骤6.3：遍历新工艺扩展工序列表中的每道工序zi'，如果旧工艺扩展工序中存在y'k，使得zi'＝y'k，则可以进行模型重用，若zi＝yk，则新工艺第i道工序模型可以直接重用旧工艺第k道工序模型；若zi≠yk，则需要进行尺寸及工艺标注后重用模型。