内容简介：: 14 文章编号 1001-4934(2005)03-0014-04 基于图的特征识别方法在注塑模加工中的应用杨道庄王华昌李志刚华中科技大学塑性成形模拟及模具技术国家重点实验室湖北武汉 430074 摘要对塑料模模架的零件特征进行了分类采用基于图的方法表达特征用基于图的特征识别方法来识别模架零件中的主要特征并将其按加工要求输出生成NC程序应用于生产中提高了注塑模模架零件的设计和制造的效率和质量对注塑模模具的生产具有重要意义关键词注塑模模架特征参数 NC程序中图分类号 TG241 文献标识码 A Abstract: based on graph recognition The obtained NC code is used in manufacturing turing of injection mold base Key words:injection moldmold basefeature parameterNC code 0 引言的制造周期开发了模架零件的自动分图软件该软件采用基于图的特征识别方法可自动识别随着塑料工业的飞速发展塑料制品的应用模架零件的加工特征并可将特征信息按加工的范围也在不断地扩大在家用电器仪器仪表要求输出便于NC程序的自动编制因而有效建筑器材汽车工业日用五金等众多领域塑提高了设计和制造的效率和质量料制品所占的比例正迅猛增加与此同时对模具的设计制造周期也提出了越来越高地要求 1 模架零件的特征分类在塑料模设计制造中模架的设计与制造占有很大比重在模架模板中设计有各种各样的模架是指仅由模板导柱导套和复位杆等组孔包括安装孔固定孔导套孔顶杆孔和冷成的一个组合体组成注塑模标准模架的零件主却水道孔等有时一块模板上的孔数多达上百要有 1板类动定模固定板动定模板个为了便于加工制造常将这些孔分配到不同推件板垫板顶出板垫板和顶出固定板等的工序相应地形成这些加工工序的生产用图 2 杆类导柱复位杆 3 套类导套这一工作称之为分图人工分图不仅效率低而 1.1平板特征且经常出现差错而导致质量事故为了提高模板的分图质量和效率缩短模架平板类零件构成模架的基本部分是局部特收稿日期 2005-01-24 作者简介杨道庄 1979 男硕士研究生模具技术 2005.No.3 15 征的母体模架板类零件的外形轮廓决定平板特表1 基于图的特征的分类表达征的几何形状特征类型特征的图表示说明 E1 s E1 P平面 1.2 孔槽特征 E2 E2 平板 P1 s P2 S侧面 En En s E边孔槽特征一般是作为子特征依附在其他特征上最常见的就是依附在平板特征上孔可分锥形沉孔 P平面 P1 TF CF TF TF圆锥面为沉孔锥形沉孔圆柱形沉孔和简单孔孔不通 CF圆柱面槽的形状由形成孔的边界轮廓决定 P平面锥形沉孔 P1 TF CF P2 TF锥形面 1.3 曲面特征通 CF圆柱面 P平面在组成模架的这些零件中曲面特征用组成圆柱形沉孔 CF圆柱面该特征的几何元素及曲面属性表示形成曲面区不通 P CF SF CF TF SF圆环面的边界决定曲面特征的几何形状 TF圆锥面 P平面 1.4 组合特征圆柱形沉孔 P1 CF SF CF P2 CF圆柱面通 SF圆环面在模板中有些单元特征往往是按照一定的 P平面简单孔关系如圆周均布或阵列布置的方式组合在一起 P CF TF CF圆柱面不通的在特征识别的时候可把这些特征作为阵列 TF圆锥面简单孔 P平面特征来处理合理地使用组合特征可以更明确地 P1 CF P2 通 CF圆柱面表示零件的特点及相关语义信息并可简化特征的描述 2 基于图的特征分类表达特征的描述方法有很多比较成熟和常用的有基于规则的方法基于图的方法以及基于句法模式的方法本文采用基于图的方法来描述模板的特征这样将使模架零件特征的描述大为简化表1所图1 特征智能识别过程示为几种主要的特征表达特征重构并记录特征的各种信息供设计和制 3 3D模型特征智能识别技术造模块使用根据识别出来的特征生成NC代码用于模板的加工 3.1特征识别的一般过程 3.2基于图的特征识别方法在作者开发的系统中首先将其他CAD系统提供的3D模型通过中性文件 IGES/STEP 基于图的特征识别方法是研究最多的特征识转化为UG的模型然后在此基础上识别出构成别方法之一此类方法采用面边图或图语法这些模型的特征信息其识别的过程如图 1所表示特征的边界模式表示零件的边界模型采示用图来表示特征边界模式的主要优点在于 1 特征识别完成后利用UG提供的功能进行特征的图表示具有唯一性和完备性 2 特征库 16 的图表示易于生成用户只需用实体造型系统构 4 子图的匹配将 3 中的子图与 2 造出一个特征实例该特征的图表示便可由统一中处理过的图进行匹配找出相应的特征并记录的算法自动生成其特征信息和几何信息算法如下在子图中基于图的特征识别方法的搜索策略是子图匹选择一个节点作为首节点记录其信息遍历配即通过将零件面边图中的适当子图与特征的 2 中处理过的图查找与子图首节点相同的节面边图进行匹配来识别特征点并记录该节点为已读节点从该节点出基于图的特征识别方法具有以下主要特点发根据子图的结构关系查找与子图结构关系相 1 允许用户添加新的特征类型而不必改动程同的下一个节点和边如果下一个节点和边的关序 2 易于与特征设计相结合 3 能够支系与子图相同则沿着此节点继续寻找并将此持设计加工分析等多种应用领域的特征识节点记为已读如果从某个节点以后没有与子别图相同的结构返回中直至与该节点相邻的节点寻完为止返回搜寻至图中与子图首节点 3.3模型有效性检测相同的节点都全部遍历把STEP文件输入到系统时有可能会产生 3.5复合特征的识别悬边悬面或间隙等情况当出现这些情况时可以通过标定的方法对相关边或面进行标定在识别出来的孔单元特征中如果这些孔在以便在后续的识别过程中对其进行特殊处理一个平面上而且这些孔的几何特征一样那么就进一步判断这些孔是否是按一定的规律分布 3.4单元特征的识别如沿同一圆周均匀分布就将它们作为一个复合模板的单元特征主要是平板槽孔等其特征来处理记录复合特征的信息其步骤为中孔包括锥形沉孔圆柱形沉孔简单孔等这 1 将识别出来的单元特征进行分类将特征信些孔又可分为通孔和不通孔单元特征的识别过息完全相同的特征作为一个组 2 判断这些同程主要包括如下步骤组的特征是否有一个共同的平面将有同一平面 1 图的建立先将STEP/IGES中性文件的特征记录下来并判断其分布特性将按矩形分导入UG将文件里每个面的信息存储在图的一布或者圆周分布的单元特征作为一个复合特征个节点将面与面之间的关系用图中的弧表示 3.6特征关系的建立本文采用顶点连接的邻接表的方式来存储图的内容这种顶点连接的连接表在对图增加或者删去将模架零件的特征识别出来以后接着建立顶点的操作比较容易图的节点中主要有面的标特征间的关系该系统将特征间的关系分为父子识符 tag以及面的种类等信息弧中是关于面关系和范式关系父子特征就是指两个特征之间与面之间关系的信息有公共的面而且由于子特征的存在使得父特 2 图的预处理在初始生成的图中包含征的几何形状发生了变化如孔特征槽特征了模架零件所有面的信息为了使识别更具通用等范式关系是指具有相同几何和特征信息的有性就必须去掉一些面的信息例如去除沉孔规律的分布于同一个特征上所构成的关系倒角产生的面后就可以简化沉孔子图的定义也就不会因为是否有倒角而导致识别结果的不同 4 实例同时也可以使子图匹配过程中变得简单加快了识别的速度图2 a 为模架的一个板件 STEP文件导 3 定义子图根据要识别的特征进行子入UG里得到的其主要特征主要为孔类特征图定义主要是对平板沉孔简单孔的定义有简单孔和圆柱形沉头孔为了更便于NC加模具技术 2005.No.3 17 工将孔特征识别出来后输至孔表中表中信息的孔特征根据它们的参数分成了三组在下面包括孔的类型位置大小参数等根据这些显示了该1组空特征点击生成孔的NC代码信息可生成NC加工程序图2 b 为识别出来按钮可以生成数控加工程序 a b 图2 模架板类零件及其特征识别结果 a 板件 b 识别孔的特征 5 结论 1Rafael BridarratKlaas Jan de KrakerWillem F Bronsvoort 本文根据标准模架零件的特点采用基于图 Computer- Aided Design 的特征识别方法来识别模板中的主要特征这种 19983040300313 方法可以根据需识别的特征并定义子图并将其 2Shah J JMantylaNauD Manufac

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