基于三维模型的钣金件特征间距判断方法与流程 专利技术说明

计算;推算;计数设备的制造及其应用技术对应的内环凸边为ine1，对应的外环凹边为oute1，对d1的类型进行判断，并根据判断得到的d1类型与对应的距离阈值进行比较，若d1大于距离阈值，则对应的间距检查未通过；11.s6、计算当前主面或辅面上内环凸边与外环凸边的最小距离d2，并记该最小距离d2对应的内环凸边为ine2，对应的外环凸边为oute2；对d2的类型进行判断，并根据判断得到的d2类型与对应的距离阈值进行比较，若d2大于距离阈值，则对应的间距检查未通过；12.s7、计算当前主面或辅面上内环凸边间的最小距离d3，并记该最小距离d3对应的内环凸边为ine3和ine3′；对d3的类型进行判断，并根据判断得到的d3类型与对应的距离阈值进行比较，若d3大于距离阈值，则对应的间距检查未通过；13.s8、计算当前主面或辅面上内环凹边与外环凹边的最小距离d4，并记该最小距离d4对应的内环凹边为ine4，对应的外环凹边为oute4；对d4的类型进行判断，并根据判断得到的d4类型与对应的距离阈值进行比较，若d4大于距离阈值，则对应的间距检查未通过；14.s9、计算当前主面或辅面上内环凹边与外环凸边的最小距离d5，并记该最小距离d5对应的内环凹边为ine5，对应的外环凸边为oute5；对d5的类型进行判断，并根据判断得到的d5类型与对应的距离阈值进行比较，若d5大于距离阈值，则对应的间距检查未通过；15.s10、计算当前主面或辅面上内环凹边间的最小距离d6，并记该最小距离d6对应的内环凹边为ine6和ine6′，对d6的类型进行判断，并根据判断得到的d6类型与对应的距离阈值进行比较，若d6大于距离阈值，则对应的间距检查未通过。16.优选地，步骤s3中内外环属性数据具体包括面的外环边列表、面的外环中每条边的凹凸性、面的内环列表及每一个内环中的边列表、面的每一个内环中的每条边的凹凸性、面的每一个内环中每条边的邻接面以及面的每一个内环中所有边的邻接面构成的特征是否为通孔。17.优选地，步骤s5中的具体判断规则如下：若ine1的邻接面类型为圆柱面，且ine1所在的内环邻接面构成的特征非通孔，则d1为当前主面或辅面上沉头孔到折弯的最小距离；若ine1的邻接面类型为圆锥面，且ine1所在的内环邻接面构成的特征非通孔，则d1为当前主面或辅面上埋头孔到折弯的最小距离；若ine1所在的内环邻接面构成的特征是通孔，则d1为当前主面或辅面上通孔到折弯的最小距离；若ine1所在的内环中边的数量大于4，则d1为当前主面或辅面上剪口到折弯的最小距离。18.优选地，步骤s6中的具体判断规则如下：若ine2的邻接面类型为圆柱面，且ine2所在的内环邻接面构成的特征非通孔，则d2为当前主面或辅面上沉头孔到零件边缘的最小距离；若ine2的邻接面类型为圆锥面，且ine2所在的内环邻接面构成的特征非通孔，则d2为当前主面或辅面上埋头孔到零件边缘的最小距离；若ine2所在的内环中边的数量大于4，则d2为当前主面或辅面上剪口到零件边缘的最小距离。19.优选地，步骤s7中的具体判断规则如下：若ine3和ine3′的邻接面类型均为圆柱面，且ine3和ine3′所在的内环邻接面构成的特征非通孔，则d3为当前主面或辅面上沉头孔之间的最小距离；若ine3和ine3′的邻接面类型均为圆锥面，且ine3和ine3′所在的内环邻接面构成的特征非通孔，则d3为当前主面或辅面上埋头孔之间的最小距离；若ine3和ine3′所在的内环中边的数量均大于4，则d3为当前主面或辅面上剪口之间的最小距离。20.优选地，步骤s8中的具体判断规则如下：若ine4的邻接面类型为非圆柱面，则d4为当前主面或辅面上翻孔到折弯的最小距离；若ine4的邻接面类型为圆柱面，则d4为当前主面或辅面上圆凸点到折弯的最小距离。21.优选地，步骤s9中的具体判断规则如下：若ine5的邻接面类型为非圆柱面，则d5为当前主面或辅面上翻孔到零件边缘的最小距离；若ine5的邻接面类型为圆柱面，则d5为当前主面或辅面上圆凸点到零件边缘的最小距离。22.优选地，步骤s10中的具体判断规则如下：若ine6和ine6′的邻接面类型均为非圆柱面，则d6为当前主面或辅面上翻孔之间的最小距离；若ine6和ine6′的邻接面类型均为圆柱面，则d6为当前主面或辅面上圆凸点之间的最小距离。23.优选地，步骤s1中，所述的钣金件的主面具体指钣金件三维模型中凹连接边数量最大的面；24.所述的钣金件的辅面具体指钣金件三维模型中与钣金件的主面通过边线或圆柱面邻接的面，且钣金件的辅面中内环的数量必须大于0；25.步骤s5-s10中距离阈值为可制造性检查要求规则里的距离要求。26.优选地，步骤s1中所述的凹凸连接关系计算具体指计算钣金件三维cad模型中每个面的凹连接边数量与凸连接边数量，当其邻接面形成的夹角(小于180度时，称该边为凹边，当邻接面形成的面向体外的夹角大于180度时，称该边为凸边；27.步骤s1中所述的钣金件的主面具体指钣金件三维cad模型中凹连接边数量最大的面，钣金件的主面是钣金件的金属薄板在成形之前的腹板面，同时该腹板面在钣金件的弯曲方向之内；28.步骤s1中所述的钣金件的辅面具体指钣金件三维cad模型中与钣金件的主面通过边线或圆柱面邻接的面，且钣金件的辅面中内环的数量必须大于0。29.优选地，步骤s5、步骤s6和步骤s7中判断内环类型是否为通孔的依据为同时满足以下四条规则：规则1：内环的所有边类型是圆弧边；规则2：内环所有边的凹凸性类型为凸；规则3：内环所有边的邻接面的类型为圆柱面；规则4：内环所有边相对于内环所在圆柱面的对边的凹凸性类型为凸。30.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：31.(1)本发明提出了一种基于三维模型的钣金件特征间距判断方法，与传统的复杂计算方法相比，其计算和判断规则相对简单，能够根据钣金件的成形特点，基于钣金件主面或辅面内外环的凹凸性及附加面信息来快速识别钣金特征，同时将特征间距计算问题转化为主面或辅面内外环距离计算问题，从而实现了钣金特征间距的高效计算。另外，本发明的整个流程能够基于程序自动化实现判断，操作简便，能够很方便地实现三维模型的钣金件特征间距计算，节省了大量的操作时间。32.(2)本发明避免了传统特征识别算法复杂的几何拓扑计算，根据钣金件特征的成形特点，基于钣金件主辅面内外环的凹凸性及附加面信息来快速识别通孔、沉头孔、埋头孔、翻孔、剪口、折弯及圆凸点等钣金件特征；同时，该算法扩展性好，支持对加工特征的扩充。33.(3)相对于传统的算法在识别出钣金件特征之后，需要通过循环遍历逐一比较所有钣金件特征之间的距离关系，本发明的方法根据钣金件的成形及结构特点，提出钣金件主面和辅面的概念，计算钣金件特征间距时只需要考虑同一主面/辅面上的特征间距，有效缩小了搜索空间，避免了低效的遍历循环，显著提高了整体计算的效率。34.(4)相对于传统算法在计算特征间距时，需要遍历两个特征内部所有的几何拓扑元素，并得到几何拓扑元素间的最小距离作为特征间距，本发明将特征间距计算问题转化为主辅面内外环的距离问题，避免了复杂的几何拓扑元素距离计算和排序过程。附图说明35.图1为本发明的流程示意图；36.图2为本发明实施例中模型主面或辅面及内外环数据示意图；37.图3a-图3g为本发明实施例中步骤s5得到的计算结果；38.图4a-图4e为本发明实施例中步骤s6得到的计算结果；39.图5a-图5c为本发明实施例中步骤s7得到的计算结果；40.图6a-图6d为本发明实施例中步骤s8得到的计算结果；41.图7a-图7d为本发明实施例中步骤s9得到的计算结果；42.图8a-图8b为本发明实施例中步骤s10得到的计算结果。具体实施方式43.以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。44.本发明提供一种基于三维模型的钣金件特征间距判断方法，如图1所示，其包括以下步骤：45.s1、解析输入的钣金件三维模型，完成每个面的凹凸连接关系计算，得到钣金件的主面。46.优选地，步骤s1中所述的凹凸连接关系计算具体指计算钣金件三维模型中每个面的凹连接边数量与凸连接边数量，当其邻接面形成的夹角(小于180度时，称该边为凹边，当邻接面形成的面向体外的夹角大于180度时，称该边为凸边。47.所述的钣金件的主面具体指钣金件三维模型中凹连接边数量最大的面，钣金件的主面是钣金件的金属薄板在成形之前的腹板面，同时该腹板面在钣金件的弯曲方向之内。48.所述的钣金件的辅面具体指钣金件三维模型中与钣金件的主面通过边线或圆柱面邻接的面，且钣金件的辅面中内环的数量必须大于0。其中三维模型一般是三维cad模型，在其余的实施例中，也可以是其余的三维模型。49.s2、根据步骤s1中计算得到的钣金件主面，得到钣金件的辅面。50.s3、对钣金件所有主面及辅面进行遍历，对每一个主面及辅面，均计算其内外环属性数据。其中，内外环属性数据具体包括面的外环边列表、面的外环中每条边的凹凸性、面的内环列表及每一个内环中的边列表、面的每一个内环中的每条边的凹凸性、面的每一个内环中每条边的邻接面以及面的每一个内环中所有边的邻接面构成的特征是否为通孔。51.s4、遍历当前钣金件主面及辅面上的内环列表，并对其中的每一个内环执行步骤s5-s10。52.s5、计算当前主面或辅面上内环凸边与外环凹边的最小距离d1，并记该最小距离d1对应的内环凸边为ine1，对应的外环凹边为oute1，对d1的类型进行判断，并根据判断得到的d1类型与对应的距离阈值进行比较，若d1大于距离阈值，则对应的间距检查未通过。d1的类型的具体判断规则如下：若ine1的邻接面类型为圆柱面，且ine1所在的内环邻接面构成的特征非通孔，则d1为当前主面或辅面上沉头孔到折弯的最小距离；若ine1的邻接面类型为圆锥面，且ine1所在的内环邻接面构成的特征非通孔，则d1为当前主面或辅面上埋头孔到折弯的最小距离；若ine1所在的内环邻接面构成的特征是通孔，则d1为当前主面或辅面上通孔到折弯的最小距离；若ine1所在的内环中边的数量大于4，则d1为当前主面或辅面上剪口到折弯的最小距离。53.具体实施例中，该步骤s5中判断内环类型是否为通孔的依据为同时满足以下四条规则：规则1：内环的所有边类型是圆弧边；规则2：内环所有边的凹凸性类型为凸；规则3：内环所有边的邻接面的类型为圆柱面；规则4：内环所有边相对于内环所在圆柱面的对边的凹凸性类型为凸。54.s6、计算当前主面或辅面上内环凸边与外环凸边的最小距离d2，并记该最小距离d2对应的内环凸边为ine2，对应的外环凸边为oute2；对d2的类型进行判断，并根据判断得到的d2类型与对应的距离阈值进行比较，若d2大于距离阈值，则对应的间距检查未通过。d2的类型的具体判断规则如下：若ine2的邻接面类型为圆柱面，且ine2所在的内环邻接面构成的特征非通孔，则d2为当前主面或辅面上沉头孔到零件边缘的最小距离；若ine2的邻接面类型为圆锥面，且ine2所在的内环邻接面构成的特征非通孔，则d2为当前主面或辅面上埋头孔到零件边缘的最小距离；若ine2所在的内环中边的数量大于4，则d2为当前主面或辅面上剪口到零件边缘的最小距离。55.s7、计算当前主面或辅面上内环凸边间的最小距离d3，并记该最小距离d3对应的内环凸边为ine3和ine3′；对d3的类型进行判断，并根据判断得到的d3类型与对应的距离阈值进行比较，若d3大于距离阈值，则对应的间距检查未通过。d3的类型的具体判断规则如下：若ine3和ine3′的邻接面类型均为圆柱面，且ine3和ine3′所在的内环邻接面构成的特征非通孔，则d3为当前主面或辅面上沉头孔之间的最小距离；若ine3和ine3′的邻接面类型均为圆锥面，且ine3和ine3′所在的内环邻接面构成的特征非通孔，则d3为当前主面或辅面上埋头孔之间的最小距离；若ine3和ine3′所在的内环中边的数量均大于4，则d3为当前主面或辅面上剪口之间的最小距离。56.s8、计算当前主面或辅面上内环凹边与外环凹边的最小距离d4，并记该最小距离d4对应的内环凹边为ine4，对应的外环凹边为oute4；对d4的类型进行判断，并根据判断得到的d4类型与对应的距离阈值进行比较，若d4大于距离阈值，则对应的间距检查未通过。d4的类型的具体判断规则如下：若ine4的邻接面类型为非圆柱面，则d4为当前主面或辅面上翻孔到折弯的最小距离；若ine4的邻接面类型为圆柱面，则d4为当前主面或辅面上圆凸点到折弯的最小距离。57.s9、计算当前主面或辅面上内环凹边与外环凸边的最小距离d5，并记该最小距离d5对应的内环凹边为ine5，对应的外环凸边为oute5；对d5的类型进行判断，并根据判断得到的d5类型与对应的距离阈值进行比较，若d5大于距离阈值，则对应的间距检查未通过。d5的类型的具体判断规则如下：若ine5的邻接面类型为非圆柱面，则d5为当前主面或辅面上翻孔到零件边缘的最小距离；若ine5的邻接面类型为圆柱面，则d5为当前主面或辅面上圆凸点到零件边缘的最小距离。58.s10、计算当前主面或辅面上内环凹边间的最小距离d6，并记该最小距离d6对应的内环凹边为ine6和ine6′，对d6的类型进行判断，并根据判断得到的d6类型与对应的距离阈值进行比较，若d6大于距离阈值，则对应的间距检查未通过。d6的类型的具体判断规则如下：若ine6和ine6′的邻接面类型均为非圆柱面，则d6为当前主面或辅面上翻孔之间的最小距离；若ine6和ine6′的邻接面类型均为圆柱面，则d6为当前主面或辅面上圆凸点之间的最小距离。59.优选地，步骤s5-s10中距离阈值为可制造性检查要求规则里的距离要求即要求的距离标准值或距离规范值。不同的类型对应不同的距离要求。每个距离阈值根据规则里的距离要求进行选择。60.具体实施例61.本实施实例为某测试钣金件，本实施例基于catiacaa二次开发技术，以microsoft visual studio 2012和rade v5r27作为开发平台进行实施，以下为本发明实施例的具体步骤：62.步骤s1：输入钣金件三维模型(testsheetmetal.catpart)，根据主面和辅面的定义得到钣金件的主面1和辅面2，主面1和辅面2的示意图如图2所示。63.步骤s3：选取钣金件主面进行遍历，计算当前主面的内外环属性数据，得到实例钣金模型主面中包括1个外环和11个内环，其中外环共有5条边，3条边为凸边，2条边为凹边。11个内环中包括4个凹内环和7个凸内环。64.内外环数据示意图如图2所示，图中两条线101所在的两个边代表外环凸边，两条线102所在的两个边代表外环凹边，四条线103代表内环凹边，两条线104代表内环凸边。65.步骤s4：遍历当前钣金件主面上的内环列表，对其中的每一个内环执行技术方案中步骤s5，计算得到实例模型中沉头孔到折弯的最小距离、埋头孔到折弯的最小距离及通孔到折弯的最小距离和剪口到折弯的最小距离。计算结果示意图如表1及图3a-图3g所示，计算结果可以与规则要求做对比，若计算结果大于要求距离，则对应的间距检查不通过。66.表1[0067][0068]步骤s6：遍历当前钣金件主面上的内环列表，对其中的每一个内环执行技术方案中步骤s6，计算得到沉头孔到零件边缘的最小距离、埋头孔到零件边缘的最小距离及剪口到零件边缘的最小距离。计算结果示意图如表2及图4a-图4e所示，计算结果可以与规则要求做对比，若计算结果大于要求距离，则对应的间距检查不通过。[0069]表2[0070][0071]步骤s7：遍历当前钣金件主面上的内环列表，对其中的每一个内环执行技术方案中步骤s7，计算得到沉头孔之间的最小距离、埋头孔之间的最小距离及剪口之间的最小距离。计算结果示意图如下表3及图5a-图5c所示，计算结果可以与规则要求做对比，若计算结果大于要求距离，则对应的间距检查不通过。[0072]表3[0073][0074]步骤s8：遍历当前钣金件主面上的内环列表，对其中的每一个内环执行技术方案中步骤s8，计算得到翻孔到折弯的最小距离及圆凸点到折弯的最小距离。计算结果示意图如下表4及图6a-图6d所示，计算结果可以与规则要求做对比，若计算结果大于要求距离，则对应的间距检查不通过。[0075]表4[0076][0077]步骤s9：遍历当前钣金件主面上的内环列表，对其中的每一个内环执行技术方案中步骤s9，计算得到翻孔到零件边缘的最小距离和圆凸点到零件边缘的最小距离。计算结果示意图如表5及图7a-图7d所示，计算结果可以与规则要求做对比，若计算结果大于要求距离，则对应的间距检查不通过。[0078]表5[0079][0080][0081]步骤s10：遍历当前钣金件主面上的内环列表，对其中的每一个内环执行技术方案中步骤s10，计算得到翻孔之间的最小距离、圆凸点之间的最小距离。计算结果示意图如表6及图8a-图8b所示，计算结果可以与规则要求做对比，若计算结果大于要求距离，则对应的间距检查不通过。[0082]表6[0083][0084]综上可以看出，本发明提出了一种基于主面或辅面内外环距离的钣金件特征间距计算方法。该方法根据钣金件的成形特点，基于钣金件主面或辅面内外环的凹凸性及附加面信息来快速识别钣金特征，同时将特征间距计算问题转化为主面或辅面内外环距离计算问题，从而实现了钣金特征间距的高效计算。同时，本发明中的方法也为钣金件可制造性分析的其他内容提供了借鉴思路。另外，本发明的整个流程是程序自动化实现的，操作简便，能够很方便地实现三维模型的钣金件特征间距计算，节省了大量的操作时间。[0085]以上所述的实施例仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案做出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。









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