【摘要】：隨著數(shù)字化制造技術(shù)的不斷普及,在制造企業(yè)中累計(jì)了大量CAD/CAM設(shè)計(jì)成果。模具企業(yè)一般面向某具體行業(yè),產(chǎn)品種類較單一,其所設(shè)計(jì)的模具零件盡管在細(xì)節(jié)上有所不同,但整體上擁有近似的結(jié)構(gòu)。對(duì)已有模具零件數(shù)控工藝設(shè)計(jì)成果的有效復(fù)用,能快速完成新零件數(shù)控工藝的編制,減少人為錯(cuò)誤的發(fā)生。針對(duì)已有模具零件數(shù)控工藝如何有效復(fù)用的問題,提出了一種基于實(shí)例的復(fù)用方法。首先利用改進(jìn)的三維極半徑曲面矩和三維包絡(luò)信息描述模具零件的多種三維特征,并以此在實(shí)例零件歷史庫中檢索與新零件三維特征相似的實(shí)例零件。其次以實(shí)例零件為數(shù)控工藝復(fù)用依據(jù),將實(shí)例零件的加工方法、加工參數(shù)和加工工序等工藝信息作為加工模板導(dǎo)入新零件中,進(jìn)行加工方案復(fù)用。最后再次利用改進(jìn)的三維極半徑曲面矩和三維包絡(luò)信息描述實(shí)例零件各數(shù)控程序的加工區(qū)域及新零件各面的多種三維特征,以加權(quán)歐幾里得距離作為度量標(biāo)準(zhǔn),分別尋找各加工區(qū)域在新零件中的最佳相似匹配,并通過基于貪心算法的碎面匹配和整體優(yōu)化算法對(duì)匹配結(jié)果進(jìn)行優(yōu)化,從而完成數(shù)控工藝復(fù)用。利用NX/OpenAPI在UG NX10.0平臺(tái)上開發(fā)了基于該方法的原型系統(tǒng),在由31706個(gè)已編制數(shù)控工藝的注塑模電極零件構(gòu)成的實(shí)例零件歷史庫中,對(duì)隨機(jī)選取的近百個(gè)新模具零件進(jìn)行驗(yàn)證,結(jié)果表明該方法不但能夠靈活調(diào)整加工工序,具備較高的通用性,而且能夠?qū)?3%的實(shí)驗(yàn)零件以高于80%的準(zhǔn)確度復(fù)用數(shù)控工藝,大量減少了人機(jī)交互,顯著提高數(shù)控工藝編制效率。
【學(xué)位授予單位】：華中科技大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TH164
【圖文】：

工藝是根據(jù)零件造型及加工要求等原始條件，編制的用以控制數(shù)控機(jī)間相對(duì)運(yùn)動(dòng)的加工刀軌，及其相關(guān)的工藝信息[2]。常用的加工方法包括等高銑和固定軸銑，它們通過選取合適的加工參數(shù)和加工區(qū)域等信息生成。數(shù)字化制造技術(shù)的不斷普及，在制造企業(yè)中累計(jì)了大量的 CAD/CAM 分析表明，在新產(chǎn)品的研發(fā)中，40%是重用過去設(shè)計(jì)的部件，40%是微修改，20%是新的設(shè)計(jì)[4-5]，這一特點(diǎn)同樣存在于模具零件的數(shù)控工具企業(yè)的產(chǎn)品種類較單一，一般面向某具體行業(yè)，如白家電模具、3C 覆蓋件模具，其所設(shè)計(jì)的零件大多具有近似的結(jié)構(gòu)。盡管新舊零件在，但其整體三維形狀相似，如圖 1-1 所示的注塑模電極。對(duì)已有模具計(jì)成果的復(fù)用，能夠縮短數(shù)控工藝編制周期，降低對(duì)編程人員的要求數(shù)控工藝的編制效率和質(zhì)量。

2）加工區(qū)域方向相關(guān)信息的描述需求工區(qū)域的方向信息是加工方法選擇的重要參考，例如，水平面的加工通ace milling)，豎直平面的加工通常采用 2D 走線(planar milling)。加工區(qū)域息包括其各面元法向的微觀信息，及其在加工坐標(biāo)系下 x,y,z 各軸向的等。為盡量精確描述加工區(qū)域的三維特征，其方向相關(guān)信息應(yīng)在特征提取而幾何旋轉(zhuǎn)不變性應(yīng)進(jìn)行相應(yīng)弱化。維極半徑曲面矩提取技術(shù)維極半徑曲面矩是由李宗明等人在 2007 年提出的概念[34]，是一種基于統(tǒng)取方法。其在描述模具零件的三維特征時(shí)，不但具備平移、旋轉(zhuǎn)、縮放和較強(qiáng)的可識(shí)別性，而且特征提取計(jì)算速度，對(duì)誤差或噪音數(shù)據(jù)不敏感

sinsinnMN dSAr (2-6)式中 SrdSAr1，是極半徑的均值。三維極半徑曲面余弦矩和正弦矩在三維極半徑曲面矩的基礎(chǔ)上，添加了對(duì)面元法向與極半徑間夾角的描述。利用呂朱清關(guān)于不變性的證明方法，不難從理論上證明三維極半徑曲面余弦矩和正弦矩仍然具有平移、旋轉(zhuǎn)、縮放等幾何不變性[35]。2.2.3 可識(shí)別性驗(yàn)證為驗(yàn)證三維極半徑曲面余弦矩和正弦矩的可識(shí)別性，下面將如圖 2-4 所示的 a、b、c、d 四個(gè)三維模具零件進(jìn)行三維特征提取實(shí)驗(yàn)。其中零件 a 和 b，c 和 d 分為兩組三維特征相似零件，由于零件 c 和 d 間除了頂部長方體略有差別外，其他特征基本一致，其相似程度比 a 和 b 更高。

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本文編號(hào)：2787214