【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及复杂曲面零件数控铣削加工制造，尤其涉及一种基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法及系统。
技术介绍
1、随着现代制造业的飞速发展，航空发动机涡轮叶片、机匣等复杂工程零件的加工精度和效率要求日益提高。这类零件往往包含大量的二次曲面、自由曲面等复杂曲面结构，这些曲面特征对于零件的整体性能至关重要。因此，如何高效、准确地识别这些复杂曲面零件的加工特征，成为了数控加工领域亟待解决的问题。
2、加工特征识别技术作为数控编程的基础，其主要作用是从零件的图纸或三维模型中定义并识别出可加工的特征对象，进而实现基于特征的加工编程，以提高数控加工的效率和质量。然而，在实际应用中，现有的加工特征识别技术在处理复杂曲面零件时面临着诸多挑战。
3、首先，复杂曲面零件的加工特征往往具有多样性和不规则性，这使得传统的基于规则、基于图等经典特征识别方法在处理这类零件时显得力不从心。这些方法在识别简单特征时表现出色，但面对复杂曲面零件上的复杂特征时，往往存在识别效率低、识别不准确、出现不识别、误识别、漏识别等问题。
4、其次，为了降低复杂曲面零件中非特征结构对特征识别的干扰，常需要对零件模型进行分割以去除不构成特征的模型面，分离出构成特征的模型面。然而，现有的模型分割方法主要针对一些较为简单的零件上的几种简单特征，其局限性较大。当应用于含有大量复杂曲面的复杂工程零件时，这些方法的分离效果往往较差，分离的成功率低，难以满足实际加工的需求。
5、针对上述问题，本专利技术旨在提出一种新型的复杂曲面零件
技术实现思路
1、为此，本专利技术实施例提供了一种基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法及系统，用于解决现有技术中对于复杂曲面零件的特征识别存在识别效率低、不准确，易产生误识别、漏识别等问题。
2、为了解决上述问题，本专利技术实施例提供一种基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，该方法包括：
3、步骤s1：对零件模型进行合法性检查，修复不合法的拓扑面，并初始化零件模型的面边属性，包括计算边的凸凹度和判断边的凸凹性，同时识别并标记零件模型中的特征搜索起始面和终止面；
4、步骤s2：基于特征搜索起始面，递归搜索相邻面构建特征面组，满足边界条件后形成特征模型，筛选去重后得到特征模型集合；
5、步骤s3：根据得到的特征模型集合对原始的零件模型进行处理，计算并保留特征模型在零件模型上的位置信息，包括特征模型与零件模型的空间位置关系，与特征模型相邻的非特征面的拓扑信息，基于位置信息对原始的零件模型进行分割，将特征模型集合中特征模型对应的模型面组从零件模型中分离出来，并绑定特征模型的位置信息，实现对零件模型上特征模型的分离；
6、其中将零件模型中参与构成特征模型的面称为特征面，不参与构成特征模型的面称为非特征面，特征面组由多个特征面组成，特征模型由多个特征面组组成。
7、优选地，步骤s1中，对零件模型进行合法性检查，修复不合法的拓扑面，并初始化零件模型的面边属性，包括计算边的凸凹度和判断边的凸凹性，同时识别并标记零件模型中的特征搜索起始面和终止面，具体包括：
8、步骤s11：对零件模型进行合法性检查，对不合法的拓扑面进行修正；若无法自动修正，则将零件模型交由人工处理；
9、步骤s12：遍历零件模型上所有两个不同模型面相交形成的公共边，对每组相邻面及形成的公共边执行以下步骤：
10、步骤s121：在公共边上等距取点，并计算这些点处的单位法矢量和单位切矢量；
11、步骤s122：基于计算得到的单位法矢量和单位切矢量，计算并记录边的凸凹度；
12、步骤s123：基于边的凸凹度，判定边的凸凹性；
13、步骤s13：基于边的凸凹性，识别并标记零件模型中的特征搜索起始面和终止面。
14、优选地，步骤s121中，在公共边上等距取点，并计算这些点处的单位法矢量和单位切矢量，具体包括：
15、记相邻的两个模型面为第一模型面和第二模型面，其公共边为e，由第一模型面和第二模型面上的边重叠形成；在公共边e上等距取n个点，遍历这些点，对其中的任意一点p，和分别为第一模型面和第二模型面在点p处的单位法矢量，指向零件模型外侧；为公共边e对应的直线在点p处的单位切矢量，其方向为公共边e对应的第一模型面的边的正方向；
16、优选地，步骤s122中，基于计算得到的单位法矢量和单位切矢量，计算并记录边的凸凹度，具体包括：
17、记点p处边的凸凹度为则有计算每个点的凸凹度，记为记公共边e及其对应的分属于两个相邻面的边的边凸凹度为则有计算并记录的值。
18、优选地，步骤s123中，基于边的凸凹度，判定边的凸凹性，具体包括：
19、当时，公共边e及其对应的两条分属两个相邻面的边为凸边；
20、当时，公共边e及其对应的两条分属两个相邻面的边为凹边；
21、当时，存在公共边光滑过渡的情况，取公共边e对应曲线的中点pmid，将点pmid沿两个相邻面在该点处的公共单位法矢量的方向偏置一个微小的距离，得到点pofs；为公共边e对应的曲线在点pmid处的单位切矢量，其方向为公共边e对应的第一模型面的边的正方向；过点pofs作垂直于表示的平面的直线l，当直线l与第一模型面或第二模型面有交点时，公共边e及其对应的两条分属于两个相邻面的边为凹边；当直线l与第一模型面和第二模型面均无交点时，公共边e及其对应的两条分属于两个相邻面的边为凸边。
22、优选地，步骤s13中，基于边的凸凹性，识别并标记零件模型中的特征搜索起始面和终止面，具体包括：
23、将零件模型中能够提示特征存在的关键模型面判定为特征搜索起始面，如圆柱面可提示孔特征的存在，矩形平面可提示矩形槽的存在；
24、将零件模型中能够提示零件非特征实体的模型面判定为特征搜索终止面；含有多个内环的模型面上多含有加工特征模型，判定为特征搜索终止面；不含内环且回转轴线与零件中心共线的大的回转曲面一般直接参与零件实体的构成，判定为特征搜索终止面。
25、优选地，步骤s2中，基于特征搜索起始面，递归搜索相邻面构建特征面组，满足边界条件后形成特征模型，筛选去重后得到特征模型集合，具体包括：
26、步骤s21：将步骤s1中确定的特征搜索起始面加入到一个空的特征搜索起始面集合中；
27、步骤s22：创建一个空的特征模型集合，用于存储后续搜索过程中识别出的特征面组；
28、步骤s23：逐个遍历特征搜索起始面集合中的模型面，以每个特征搜索起始面为起点进行特征面组的搜索；
29、步骤s24：对于每个特征搜索起始面，创建一个空的特征面组集合，并将当前特征搜索起始面加入到该集合中；
30、步骤s25：判断当前特征面组集合的外部边界是否满足边界条件，如果满足，则执行步骤s27，否本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，步骤S1中，对零件模型进行合法性检查，修复不合法的拓扑面，并初始化零件模型的面边属性，包括计算边的凸凹度和判断边的凸凹性，同时识别并标记零件模型中的特征搜索起始面和终止面，具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，步骤S121中，在公共边上等距取点，并计算这些点处的单位法矢量和单位切矢量，具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，步骤S122中，基于计算得到的单位法矢量和单位切矢量，计算并记录边的凸凹度，具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，步骤S123中，基于边的凸凹度，判定边的凸凹性，具体包括：
6.根据权利要求2所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，步骤S13中，基于边的凸凹性，
7.根据权利要求1所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，步骤S2中，基于特征搜索起始面，递归搜索相邻面构建特征面组，满足边界条件后形成特征模型，筛选去重后得到特征模型集合，具体包括：
8.一种基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离系统，其特征在于，所述系统用于实现权利要求1至7任意一项所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，具体包括：
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器、存储器和总线系统，所述处理器和存储器通过该总线系统相连，所述存储器用于存储指令，所述处理器用于执行存储器存储的指令，以实现权利要求1至7任意一项所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法。
10.一种计算机存储介质，其特征在于，所述计算机存储介质存储有计算机软件产品，所述计算机软件产品包括的若干指令，用以使得一台计算机设备执行权利要求1至7任意一项所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法。
...【技术特征摘要】
1.一种基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，步骤s1中，对零件模型进行合法性检查，修复不合法的拓扑面，并初始化零件模型的面边属性，包括计算边的凸凹度和判断边的凸凹性，同时识别并标记零件模型中的特征搜索起始面和终止面，具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，步骤s121中，在公共边上等距取点，并计算这些点处的单位法矢量和单位切矢量，具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，步骤s122中，基于计算得到的单位法矢量和单位切矢量，计算并记录边的凸凹度，具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，步骤s123中，基于边的凸凹度，判定边的凸凹性，具体包括：
6.根据权利要求2所述的基于启发式规则的复杂曲面零件加工特征分离方法，其特征在于，步骤s1...
【专利技术属性】
技术研发人员：张宗伟，赵建军，钟洪帅，田恒，
申请(专利权)人：苏州千机智能技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
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