零件3D模型的特徵提取方法

隨著“多品種、小批量”生產模式的出現，人工獲取設計知識的方式嚴重製約了工作效率。 人們希望設計知識的獲取可以通過計算機自動實現。

設計知識主要面向零件，主要是指加工特徵與其特徵屬性和加工特徵之間的關係。 因此，特徵提取的目的是得到加工特徵元素矩陣和加工特徵關係矩陣。

在目前主流的3D建模過程中，也採用了基於特徵的描述思想。 要實現特徵提取，需要提前定義特徵。 有兩種類型的特徵定義方法：

• 1) 預先定義產品特徵參數的生成方法，通過控制特徵參數值驅動模型生成，在設計模型的同時實現特徵參數的提取。 兩者相輔相成，稱為特徵預定義，或基於特徵的參數化建模。
• 2) 使用點、線、面等基本幾何元素定義特徵參數。 模型設計和特徵提取互不干擾。 模型設計完成後，通過識別模型幾何元素的組織形式，匹配特徵參數，完成特徵提取。 它是特徵的後定義，或特徵識別。

與特徵識別方法相比，參數化建模方法具有以下優點：

• 1）參數化建模不僅可以完成特徵提取，還可以輔助設計人員進行快速建模。
• 2）參數化建模方法提取特徵更準確，不會造成誤判或遺漏。 特徵識別方法只適用於差異較大的特徵，幾何形狀相似的特徵容易混淆。

因此，本文基於西門子NX10.0二次開發API，採用參數化建模方法實現零件加工的特徵提取。 由於參數化建模預先定義了特徵參數，因此可以通過參數名稱直接調用參數值來構建加工特徵元素矩陣。

另一方面為用戶提供了選擇參考面的功能，可以通過識別參考面來獲取參考特徵； 附著特徵可通過附著面獲得； 通過匹配附著在同一表面上的相同類型的加工特徵的特徵參數，可以得到相同類型的特徵。 這可以構建一個特徵元素矩陣。

在實際工程中，相似的特徵一般作為一個複合特徵處理，一步一步處理。 因此，在特徵提取時需要進行後處理，即在識別出相似的特徵後，將它們組合成一個複合特徵。 由於相似特徵除位置外的其他參數均相同，因此合併的相似特徵在特徵元素矩陣中的位置參數採用建模過程中首先建模的特徵的位置。 另外，合併後剩餘的加工特徵沒有相似的特徵，所以特徵關係矩陣只需要保留前兩個符號，即引用關係和依賴關係。

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