(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111426519.2 (22)申请日 2021.11.27 (71)申请人 西北工业大 学 地址 710072 陕西省西安市友谊西路127号 (72)发明人 张树生　张航　周竞涛　王振　 韦阳阳　 (74)专利代理 机构 西北工业大 学专利中心 61204 代理人 王鲜凯 (51)Int.Cl. G06V 10/764(2022.01) G06V 10/74(2022.01) G06K 9/62(2022.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种回转类零件特 征识别方法 (57)摘要 本发明涉及一种回转类零件 特征识别方法， 是一种融合图与数控工艺解析的加工特征识别 方法。 首先利用面属性邻接图对回转类零件设计 模型进行表 示， 并使用凸边分解方法对面属性邻 接图进行预分割， 从而得到多个加工区域图； 然 后， 逐个判断加工区域图是否表示一个孤立特 征， 如果是， 则直接进行模板匹配——计算该加 工区域图与特征模板库中模板的相似度， 并取与 之相似度最大的模板对应的特征类别作为该孤 立特征最终的识别结果； 反之， 如果加工区域图 表示一个相交区域， 则需要通过数控工艺解析的 方法首先将相交区域中的特征分割出来， 并对这 些特征进行模板匹配， 从而识别出其特征类别。 通过上述流程即可以完成对整个回转类零件的 特征识别。 权利要求书4页 说明书9页 附图5页 CN 114219959 A 2022.03.22 CN 114219959 A 1.一种回转类零件特 征识别方法， 其特 征在于步骤如下： 步骤1、 回转类零件设计模型预分割： 利用面属性邻接图对回转类零件进行描述， 而后 采用凸边分解方法将面属性邻接图分割为多个加工区域图； 每个加工区域图是一个凹子 图， 其中凹子图中任意2个顶点之间均存在一条凹路径， 凹路径中所有边均为非凸边； 所述面属性邻 接图中每个节点表示零件的一个面， 连接节点的边表示零件中相邻面之 间的相交边， 所述的面包 含三种属性： 面的类型、 面的凸凹性和面的内外性； 所述面的类型包括但不限于平面、 柱面或锥面； 所述面的凸凹性包括凹面、 凸面或平面； 所述面的的内外性包括外型面、 内型面或平面； 所述相交边有两种属性： 边的凸凹性和边的类型； 所述边的凸凹性 为凸边、 凹边、 凹切边或凸切边； 所述边的类型包括但不限于直线边、 圆弧边或椭圆边； 所述非凸边包括但不限于凹边或凹切边； 步骤2： 判断加工区域图表示孤立特征还是相交区域， 若加工区域图表示孤立特征， 则 进入步骤4直接进行特征模板匹配； 若加工区域图表示相交区域， 则进入步骤3进行特征分 割； 所述孤立特征的定义为： 在一个加工区域图G＝(V,E)中， 若边集E中的所有边均 为非凸 边， 则认为该加工区域图对应于零件中的加工区域表示 一个孤立特 征； 所述相交区域的定义为： 对于加工区域图G＝(V,E)， 若边集E中存在凸边或者凸切边， 则认为该加工区域图对应于零件中的加工区域 为相交区域； 步骤3、 相交区域特征分割： 基于数控工艺解析的方法确定相交区域中的基面与非基 面， 并识别基面的类型； 而后， 根据基面的类型构 造基面集； 最后， 基面集通过一定规则与非 基面进行组合得到若干个加工特 征； 根据基面的定义找到零件中所有的基面， 并通过判断基面是否为一个完整的回转面来 判断基面的类型， 再采用不同建模软件 对零件进行表达； 所述基面的定义为： 在一个回转类零件中， 对于一个不为圆角面的回转面， 若其回转轴 与零件整体的回转轴共线， 则认为该面 为一个基面； 根据数控工艺的类型， 将基面划分为完全可车基面， 不可车基面以及部分可车基面三 类； 完全可车基面： 对于一个回转类零件中的面， 若该面上的任何一个部位均通过车削工 艺进行加工， 则将其看作为完全可 车基面； 不可车基面： 对于一个回转类零件中的面， 若该面上的所有部位均无法采用车削工艺 进行加工， 则将其看作为 不可车基面； 部分可车基面： 同时包 含了可车部分和不可 车部分； 对于回转类零件的面， 除去被识别为基面BF的面， 其 余面均为非基面； 所述基面集的定义为： 满足三个条件的基面所组成的集合为一个基面集,记作BFS， 且 BFS＝{BF1,BF2,...,BFn}， 其中BFi表示基面 集中第i个 基面， i＝1,2,…,n： 1)集合中的基面同属一种类别；权　利　要　求　书 1/4 页 2 CN 114219959 A 22)集合对应的面邻接属性图G＝(V,E)只包 含一个联通分量； 3)面邻接属性图G的边 集E中的所有边均为非凸边； 由完全可车基面组成的基面集作为完全可车基面集， 并将以完全可车基面集为基础的 加工特征看作为可 车区域； 由不可车基面组成的基面集作为不可车基面集， 并将以不可车基面集为基础的加工特 征看作为 不可车区域； 由部分可车基面组成的基面集作为部分可车基面集， 并将以部分可车基面集为基础的 加工特征看作为部分可 车区域； 所述判断基面BF的类型 是： 1)判断基面BF是否为完整的回转面： 首先， 使用NX12.0中 的AskFaceUvMinmax命令分别 计算出基面BF上最大和最小的u、 v值并分别记作为umax， umin， vmax,vmin， 分别计算umax和umin的 均值uave以及vmax和vmin的均值vave； 而后分别获取(uave,vave)处沿u方向和v 方向的一阶导数； 如果沿u方向一阶导数的矢量与基面回转轴垂直， 则分别 计算(umax， vmin)和(umax， vmax)处点 的坐标， 若两处点的坐标重合， 则说明基面BF为一个完整回转面， 否则认为是一个不完整的 回转面； 如果沿v向一阶导数的矢量与基面回转轴垂直， 则分别计算(umin， vmin)和(umax， vmin) 处点的坐标， 若两处点的坐标重合， 则说明基面BF为一个完整回转面， 否则认 为是一个不完 整的回转 面； 2)如果基面BF是一个完整的回转面， 则只需要判断与该基面相邻且相交边为非凸边的 面是否都为基面或者回转轴与零件回转轴共线的圆角面， 若是， 则 说明该基面是完全可车 基面， 反之， 需要继续判断基面的类型； 3)如果基面BFi是一个不完整的回转面， 则首先判断是否存在一个基面BFj(i≠j)使得 其与BFi之间至少存在两条类型为非凸边的相交边； 如果不存在， 则认为基面BFi为不可车基 面； 如果存在， 则判断BFi与BFj之间的相交边是否均为圆弧线， 若不是， 则认为BFi与BFj可以 组成一个完整的回转面； 若是， 则需要判断圆弧线的起点和终点到BFi回转轴的距离是否相 同； 若不同， 则认为BFi与BFj可以组成一个完整回转面； 若相同， 则判断圆弧线的起点和终点 之间的连线 是否与BFi的回转轴垂直； 若不垂 直， 则认为BFi与BFj组成了一个完整的回转面； 若垂直， 则认为BFi与BFj无法组成一个完整回转面； 通过上述方法判断基面BFi是否可以与 其他基面组成一个完整的回转面， 如 果不可以， 则 认为基面BFi为不可车基面， 反之， 需要 继 续判断基面的类型； 4)针对一个完整的回转面， 如果该回转面仅由一个基面构成， 则首先直接提取该基面 所有非凸边并组成一个集合， 记ConcaveEdge＝{E1,E2,...,En}， 其中Ei表示集合中的第i条 非凸边， i＝1,2, …,n； 如果该回转面不止由一个基面够成， 则 首先在删除组成该完整 回转 面的所有面之间的相交边后， 再提取这些基面的所有非凸边并组成集合ConcaveEdge； 而 后， 根据这些非凸边之间的相邻情况获取组成整个回转面的所有环， 并构成一个集合， 记 FaceLoops＝{L1,L2,...,Ln}， 其中Li表示组成该回转面的第i个环， i＝1,2, …,n； 之后， 对 每个环中的边进行离散化处理以分别得到每个环对应的点云数据， 并记PointSets＝{PS1, PS2,...,PSn}， 其中元素PSi表示环Li经过离散化后得到的点集， i＝1,2, …,n， 记PSi＝{P1, P2,...,Pm}， 其中元素Pk表示点集PSi中的第k个点， k＝1,2, …,m； 然后， 分别将PSi中的点投 影至零件的回转轴v0上， 根据这些投影点到回转轴原点OriginP oint(x0,y0,z0)的距离的最权　利　要　求　书 2/4 页 3 CN 114219959 A 3