结果导向的三维中间工序模型快速生成

房文林，闫崇京，年丽云，谷秋实

(南京航空航天大学 机电学院，江苏 南京210016)

    为了提高2.5D加工特征零件中间工序模型的生成效率，提出了一种以结果为导向的三维工序模型生成方法。该方法通过提取B-Rep模型信息，进行特征识别，识别时只识别建模需要的信息，大大简化了识别过程，实现了中间工序模型的快速生成。通过某装备零件生成中间工序模型，验证了该方法的可行性和有效性。

    近年来，随着我国制造业信息化水平不断提高，三维技术逐渐由设计领域向制造领域延伸，企业正在逐步采用以三维模型为核心的设计制造模式。其中，三维中间工序模型的设计是三维工艺技术实现的重要组成部分，对工艺模式的创新有直接意义。中间工序模型是指产品从原材料形态到最终成品的过程中，反映零件模型中间加工过程所对应的模型状态［1］。三维中间工序模型形象地表达了零件在生产制造过程中各工序的变化。三维中间工序模型成为生产制造过程中的唯一依据，改变了传统以二维工程图纸为主的工艺设计方法，实现了制造链中的三维数据贯通。但是由于设计人员在设计过程中对零件模型的理解与工艺人员不同，导致生成的设计模型与采用去除材料加工的切削加工过程没有对应关系，利用设计出的三维零件模型生成工艺人员所需的三维中间工序模型十分困难。为了解决这一难题，许多学者展开了这方面的研究。孟彪［2］等采用基于去除特征识别的顺序建模方法实现中间工序模型生成，该方法定义了不同去除特征类型，但是识别方法复杂，需要较多的人工交互操作。石云飞［3］等提出了工艺语义驱动的三维模型构建方法，将工艺信息引入三维重建领域中，实现制造毛坯序列三维模型的构建，但该方法从二维工艺卡片出发，不符合以三维工艺模型为依据的工艺设计思路。万能［4］等通过在机加工艺本体与三维建模本体之间建立本体映射关系，实现设计模型到工序模型的转换，但该方法对于含较多相交特征的复杂零件适用性较差。

    针对全三维工艺设计下三维中间工序模型生成过程中存在的方法繁琐、生成效率低等问题，结合某装备中大量存在的面板、壳体、箱体等零件中间工序模型需求，本文提出了一种以结果为导向的中间工序模型快速生成方法。该方法主要面向2.5D加工特征零件，以结果为导向，不考虑组合特征内部关系，着眼于中间工序模型最终结果，极大地提高了三维中间工序模型的生成效率。

1基本概念与方法

1.1相关概念

    结果导向是ISO质量管理体系、绩效管理理论中的基本概念和核心思想之一，其强调的是站在结果的角度思考问题，并养成一种思维习惯。将结果导向型思想引入2.5D加工特征零件的三维中间模型建模过程，以最终结果为目标，可以摒除不必要的操作分析步骤，提高工作效率。2.5D加工特征是指加工时大多数刀具运动仅出现在XY平面，预置Z轴到某个平面，以便去除一层材料，为此所有加工特征都有一个深度［5］。加工特征识别的传统方法有运用基于图的方法、基于痕迹法或体积分解法等，而遇到相交特征等复杂的加工特征时，更需要设计繁琐的算法来进行识别，而且效果常常不尽如人意。

1.2结果导向的三维工序模型生成方法

    本文提出以结果为导向的三维中间工序模型......

作者简介：房文林（1989—），男，山东烟台人，南京航空航天大学硕士研究生，主要研究方向为数字化设计制造。

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