选用同样刀具的前提下，以尽量采用连续轮廓外圆车 削的方式进行加工。对于用户提出的特定特征的特殊加工要求与优化选用，则通过考虑综 合因素，完成加工工艺规划。
[0041] 在本发明一具体实施例中，加工工艺的存储数据结构如下所示：
[0042]
[0043] 有了加工工艺的存储数据结构，在对具体的零件做加工工艺规划时则通过加工工 序的链表来存储，如下所示的两个链表主要为存储当前的加工工序列表与由用户确定应用 系统推荐的优化加工参数进行优化的加工工序列表。
[0044] //machining processes for current part
[0045] CArray<XMachiningProcess>m_arrMachiningProcess；
[0046] //optimized machining processes
[0047] CArray<XMachiningProcess>m_arrOptmMachiningProcess；
[0048] 当零件调入系统，用户指定相应的加工要求后，系统主要是通过逆向工序存取的 方式，也就是说从最终的零件形状与要求入手，首先考虑最后的一个加工工序，比如某零件 的最后一个加工工序为槽切除，则通过槽的形状计算出经倒数第二道工序加工的材料去除 后所应该形成的形状，以此类推，直至推导至毛坯形状。
[0049] 如图4所示，零件名为che5的工件，假设除了一段圆柱面（图4(b)中从右向左数的 第三个特征，设为che5_Feature_3)有特殊精度要求外，其他外圆特征的精度要求一致。用 户通过系统对che5_Featur e_3进行优化后，系统就自动生成了如图4所示的加工工序。图4 (b)为经过特征识别的被加工零件，图4(a)显示出该零件的加工工序名，下方图中显示出具 体工序去除材料情况，通过序号标出了对应工序序号的材料去除区域。
[0050] 图 4中：
[0051 ] che5_FinalProf ile:零件最终轮廓，图4(c)中的蓝色轮廓所示；
[0052] che5_MachiningProcess_0_Blank:毛还轮廓，图4(c)中的灰白色长方形框所不；
[0053] che5_MachiningProcess_l_Facing:端面加工工序，图 4(c)中的①；
[0054] che5_MachiningProcess_2_Rough:外圆粗加工工序，图4(c)中②；
[0055] che5_MachiningProcess_3_Fine:外圆精加工工序，图4(c)中的③；
[0056] che5_MachiningProcess_4_0ptimized: che5_Feature_3 优化后的精加工工序，图 4(c)中的④；
[0057] che5_MachiningProcess_3_Slot:右边槽的加工工序，图4(c)中的⑤⑥；
[0058] che5_MachiningProcess_3_Slot:左边槽的加工工序，图4(c)中的⑥；
[0059] 结合加工机床的结构性能参数及其控制系统的编码要求，本具体实施例按照上述 加工工艺规划结果编制数控代码。
[0060] 综上所述，本发明一种基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法基于 所获取的实物装配体整体几何形貌与各组件几何形貌的测量点云，利用几何与加工特征识 别方法、应用装配关系匹配与装配知识提取算法构建装配体与装配关系的参数化模型，并 基于所识别的加工特征、结合加工机床的结构性能参数，实现了数控加工程序的自动生成， 本发明能够脱离参数化大型软件平台，基于某一产品实物实现举一反三的系列化产品从结 构参数化、到几何加工特征提取与识别、再到加工工序的生成、数控加工程序的自动编程的 一体化、自动化。
[0061] 上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何本 领域技术人员均可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰与改变。因此， 本发明的权利保护范围，应如权利要求书所列。
【主权项】
1. 一种基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法，包括如下步骤： 步骤一，获取实物装配体整体的几何形貌与各组件的几何形貌； 步骤二，基于所获取的实物装配体整体几何形貌与各组件几何形貌的测量点云，利用 几何与加工特征识别方法进行几何特征识别，并对识别的特征进行表达与存储； 步骤三，应用装配关系匹配与装配知识提取算法构建装配体与装配关系的参数化模 型； 步骤四，基于所识别的加工特征、结合加工机床的结构性能参数，实现数控加工程序的 自动生成。2. 如权利要求1所述的一种基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法，其 特征在于:于步骤一中，所获取的装配体整体几何形貌与各组件几何形貌的三维拼合数据 尽可能封闭完整、无漏洞，测量精度依据当前零件精度要求而定。3. 如权利要求1所述的一种基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法，其 特征在于:于步骤一中，所使用的测量设备为扫描仪。4. 如权利要求2所述的一种基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法，其 特征在于:于步骤二中，外轮廓点集分割与特征点提取是将不同段的特征提取并分割出来， 通过外轮廓点集分割存储不同特征段的首尾特征点信息。5. 如权利要求4所述的一种基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法，其 特征在于:于步骤二中对于特征的识别与处理则是根据具体特征段所对应的特征点，判断 具体是何特征，通过数据的处理得到具体几何特征的属性。6. 如权利要求5所述的一种基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法，其 特征在于，于步骤二中，对回转零件的几何特征识别步骤如下：获得轴向转投影测量点云； 去除重叠点；对点集进行排序；同一轴向位置取半径最大点；外轮廓点集分割与特征点提 取;对不同特征进行识别与处理;对特征进行存储。7. 如权利要求5所述的一种基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法，其 特征在于，于步骤二中，对非回转零件的几何特征识别步骤如下:对单独零件点云进行面分 害去除重叠点；对分割点集进行排序;分割点集的几何属性识别；分割几何元素的关联关 系提取;几何特征的识别与处理;对特征进行存储。8. 如权利要求5所述的一种基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法，其 特征在于:于步骤三中，结合装配体整体几何形貌和各个零件的几何特征的提取结果，修正 装配体中各个零件几何机构模型，同时构建装配体与装配关系的参数化模型。9. 如权利要求5所述的一种基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法，其 特征在于，于步骤四中，加工工序编排原则为:对同精度要求的连续加工特征，在能够共同 选用同样刀具的前提下，以尽量采用连续轮廓外圆车削的方式进行加工。10. 如权利要求9所述的一种基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法，其 特征在于:于步骤四中，对于用户提出的特定特征的特殊加工要求与优化选用，则通过考虑 综合因素，完成加工工艺规划。
【专利摘要】本发明公开了一种基于实物扫描的装配体参数化及自动化数控加工方法，包括：获取实物装配体整体的几何形貌与各组件的几何形貌；基于所获取的实物装配体整体几何形貌与各组件几何形貌的测量点云，利用几何与加工特征识别方法进行几何特征识别，并对识别的特征进行表达与存储；应用装配关系匹配与装配知识提取算法构建装配体与装配关系的参数化模型；基于所识别的加工特征、结合加工机床的结构性能参数，实现数控加工程序的自动生成,本发明能够脱离参数化大型软件平台，基于某一产品实物实现举一反三的系列化产品从结构参数化、到几何加工特征提取与识别、再到加工工序的生成、数控加工程序的自动编程的一体化、自动化。
【IPC分类】G05B19/4093
【公开号】CN105549537
【申请号】CN201510981408
【发明人】陈 田
【申请人】上海电机学院
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2015年12月23日