基于改进图匹配的角盒类零件型腔加工特征自动识别

doi:10.3969/j.issn.1004-132X.2022.08.006

中国机械工程 ›› 2022, Vol. 33 ›› Issue (08): 921-928.DOI: 10.3969/j.issn.1004-132X.2022.08.006

基于改进图匹配的角盒类零件型腔加工特征自动识别

张生芳;王国庆;马付建;刘宇;杨大鹏;沙智华

大连交通大学机械工程学院，大连，116028

出版日期:2022-04-25 发布日期:2022-05-19
通讯作者: 马付建（通信作者），男，1982年生，副教授。研究方向为数字化与智能制造技术、难加工材料高效精密加工技术。E-mail：mafj@djtu.edu.cn。
作者简介:张生芳，男，1973年生，教授、博士研究生导师。研究方向为难加工材料高效精密加工技术。E-mail：zsf@djtu.edu.cn。
基金资助:
国家自然科学基金 (52075066)；
辽宁省教育厅科学研究项目（JDL2020015）;
辽宁省重点研发计划（2019JH2/10100033）

Automatic Recognition for Cavity Machining Features of Corner Box Parts Based on Improved Graph Matching#br#

ZHANG Shengfang;WANG Guoqing;MA Fujian;LIU Yu;YANG Dapeng;SHA Zhihua

School of Mechanical Engineering，Dalian Jiaotong University，Dalian，Liaoning，116028

Online:2022-04-25 Published:2022-05-19

摘要/Abstract

摘要： 为满足角盒类零件型腔特征识别需求，提出了一种基于改进图匹配的型腔特征自动识别方法。分析了角盒类零件型腔特征，提取了特征简化模型的共性模板属性。获取了模型栅格高度点云数据，以高度中值作为阈值并将其转换为0-1特征值矩阵，提取了型腔面投影特征值以分离识别型腔壁边面。采用共性模板面邻接属性判定搜索型腔侧壁面，最终识别出了包含底板面集、壁边面集和侧壁面集的完整型腔加工特征。实例验证结果表明，相较于固定模板匹配的特征识别方式，采用所提方法识别角盒类零件型腔加工特征时具有更高的效率和更好的鲁棒性。

关键词: 属性邻接图, 图匹配, 角盒类零件, 特征识别

Abstract: To meet the requirements of cavity feature recognition for corner box parts， an automatic cavity feature recognition method was proposed based on improved graph matching. The cavity features of corner box parts were analyzed and the common template attributes of feature simplified model were extracted. The raster height point cloud data of the model was obtained， and the median height was taken as the threshold value to transform it into a 0-1 matrix. The projection eigenvalues of the cavity surfaces were extracted from the 0-1 matrix to separate and recognize the cavity wall and edge surfaces. Face adjacency attribute was used to search the side wall surface of the cavity， and the complete machining features of the cavities were finally identified， including the bottom surface set， the wall side surface set and the side wall surface set. The results of example verification show that the proposed method is more efficient and robust than those of the fixed template matching method to identify the machining features of the cavity of corner box parts.

Key words: attributed adjacency graph, graph matching, corner box part, feature recognition

中图分类号:

张生芳, 王国庆, 马付建, 刘宇, 杨大鹏, 沙智华. 基于改进图匹配的角盒类零件型腔加工特征自动识别[J]. 中国机械工程, 2022, 33(08): 921-928.

ZHANG Shengfang, WANG Guoqing, MA Fujian, LIU Yu, YANG Dapeng, SHA Zhihua. Automatic Recognition for Cavity Machining Features of Corner Box Parts Based on Improved Graph Matching#br#[J]. China Mechanical Engineering, 2022, 33(08): 921-928.

导出引用管理器 EndNote|Ris|BibTeX

链接本文: https://www.cmemo.org.cn/CN/10.3969/j.issn.1004-132X.2022.08.006

https://www.cmemo.org.cn/CN/Y2022/V33/I08/921

参考文献

［1］耿静，高澎. 基于知识重用的飞机典型零件设计资源管理与应用［J］. 航空科学技术， 2016， 27（9）：75-78.
GENG Jing， GAO Peng. Design Resource Management and Application of Aircraft Typical Parts Based on Knowledge Reuse［J］. Aeronautical Science & Technology， 2016， 27（9）：75-78.
［2］高航，孙长乐，杜宝瑞，等. 复合材料典型构件加工工艺数据库的构建［J］. 航空制造技术， 2011（21）：87-91.
GAO Hang， SUN Changle， DU Baorui， et al. Construction of Process Database for Typical Composite Component［J］. Aeronautical Manufacturing Technology， 2011（21）：87-91.
［3］肖云. 多品种小批量生产模式下成组技术的应用［J］. 内燃机与配件， 2018（10）：173-174.
XIAO Yun. Application of Group Technology in Multi-variety Small Batch Production Mode［J］. Internal Combustion Engine & Parts， 2018（10）：173-174.
［4］高伟，殷国富，成尔京. 机械制造工艺序列中的知识发现方法研究［J］. 机械工程学报， 2004， 40（5）：121-125.
GAO Wei， YIN Guofu， CHENG Erjing. Research on Method of Knowledge Discovery in Manufacture Process Sequence［J］. Journal of Mechanical Engineering， 2004， 40（5）：121-125.
［5］JOSHI S， CHANG T C. Graph-based Heuristics for Recognition of Machined Features from a 3D Solid Model［J］. Computer-Aided Design， 1988， 20（2）：58-66.
［6］崔秀芬，高曙明，周广平. 一种高效的过渡特征识别与抑制算法［J］. 计算机集成制造系统， 2004， 10（1）：77-82．
CUI Xiufen， GAO Shuming， ZHOU Guangping. An Efficient Algorithm for Recognizing and Suppressing Blend Features［J］. Computer Integrated Manufacturing Systems， 2004， 10（1）：77-82．
［7］田富君，田锡天，耿俊浩，等. 基于轻量化模型的加工特征识别技术［J］. 中国机械工程， 2010， 21（18）：2212-2217.
TIAN Fujun， TIAN Xitian， GENG Junhao， et al. Machining Feature Recognition Based on Lightweight Model［J］. China Mechanical Engineering， 2010， 21（18）：2212-2217.
［8］陶松桥，黄正东，郑坛光. 基于属性邻接图匹配的三维CAD模型搜索方法［J］. 计算机集成制造系统， 2011， 17（4）：680-687.
TAO Songqiao， HUANG Zhengdong， ZHENG Tanguang. 3D CAD Model Retrieval Based on Attributed Adjacency Graph Matching［J］. Computer Integrated Manufacturing Systems， 2011， 17（4）：680-687.
［9］刘晓军，倪中华，程亚龙，等. 面向板腔类零件机加工艺的加工特征识别方法［J］. 计算机集成制造系统， 2013， 19（12）：3130-3138.
LIU Xiaojun， NI Zhonghua， CHENG Yalong， et al. Machining Feature Recognition Method for Machining Process Facing Plate Parts［J］. Computer Integrated Manufacturing Systems， 2013， 19（12）：3130-3138.
［10］孙宇航，黄运保，陈立平. 基于启发式图匹配的模板形状搜索方法［J］. 计算机集成制造系统， 2013， 19（12）：3122-3129.
SUN Yuhang， HUANG Yunbao， CHEN Liping. Template Shape Searching Method Based on Heuristic Graph Matching［J］. Computer Integrated Manufacturing Systems， 2013， 19（12）：3122-3129.
［11］耿维忠，陈正鸣，何坤金，等. 型腔零件曲面加工特征识别方法［J］. 计算机集成制造系统， 2016， 22（3）：738-747.
GENG Weizhong， CHEN Zhengming， HE Kunjin， et al. Recognition for Freeform Machining Feature of Cavity Parts［J］. Computer Integrated Manufacturing Systems， 2016， 22（3）：738-747.
［12］刘雪梅，贾勇琪，陈祖瑞，等. 缸体类零件加工特征识别方法［J］. 计算机集成制造系统， 2016， 22（5）：1197-1204.
LIU Xuemei， JIA Yongqi， CHEN Zurui， et al. Recognition of Machining Feature for Engine Cylinder Blocks［J］. Computer Integrated Manufacturing Systems， 2016， 22（5）：1197-1204.
［13］胡盼旺. 复杂回转类零件自动特征识别算法研究［D］. 武汉：华中科技大学， 2019.
HU Panwang. Feature Recognition Based on Graphs and Rules for Rotational Parts［D］. Wuhan：Huazhong University of Science & Technology， 2019.
［14］孙晓龙，张志鹏，计效园，等. 法向算子和D2算子相结合的铸件三维模型分类算法［J］. 中国机械工程， 2020， 31（22）：2655-2662.
SUN Xiaolong， ZHANG Zhipeng， JI Xiaoyuan， et al. Classification Algorithm of Casting 3D Model Based on Norma Operator and D2 Operator［J］. China Mechanical Engineering， 2020， 31（22）：2655-2662.
［15］段现银，余胜，彭芳瑜，等. 基于特征矩阵的大型舱体类构件毛坯模型复杂特征分层识别方法［J］. 机械工程学报， 2021， 57（5）：166-176.
DUAN Xianyin， YU Sheng， PENG Fangyu， et al. Feature Matrix Based Complex Feature Hierarchical Recognition for Blank Model of Large Cabin Component［J］. Journal of Mechanical Engineering， 2021， 57（5）：166-176.

[1]	顾世民1, 刘金锋1, 钱天龙2, 景旭文1, 王学敏2, 毛包晨1, 沈阳2, 陈宇1. 船舶大构件几何特征建模及装配干涉检测方法[J]. 中国机械工程, 2025, 36(07): 1636-1649.
[2]	张宇航, 孙玉文, 徐金亭. 航空发动机机匣加工特征的混合式分割识别算法[J]. 中国机械工程, 2023, 34(20): 2475-2481.
[3]	张胜文, 周曦, 李滨城, , 程德俊, , 陈文笛. 基于图像深度学习的零件加工特征信息提取方法[J]. 中国机械工程, 2022, 33(03): 348-355.
[4]	孙殿柱1;沈江华1;贾宗福1;李延瑞2;林伟1. 散乱点云局部形貌标架量化及特征识别方法[J]. 中国机械工程, 2020, 31(19): 2332-2339.
[5]	汪攀;张见明;韩磊;鞠传明;池宝涛. 基于子域分解的全六面体网格生成方法[J]. 中国机械工程, 2018, 29(03): 295-300.
[6]	董玉德1;米登斌1;陈明龙1;苏芳1;时晓蕾2;杨善文2;陶高周2. 基于三维几何特征的产品报价方法[J]. 中国机械工程, 2017, 28(22): 2738-2746.
[7]	张旭, 郑泽龙. 主动光立体标靶检测及其在工业机器人位姿测量中的应用[J]. 中国机械工程, 2016, 27(19): 2594-2601.
[8]	陶松桥1, 2, 黄正东3, 马露杰4. 基于区域特征分割的CAD模型局部搜索方法[J]. 中国机械工程, 2013, 24(12): 1611-1615,1675.
[9]	李庆, 张龙, 黄志高, 周华民. 面向CAD/CAE集成的注塑模冷却系统特征识别[J]. 中国机械工程, 2013, 24(08): 1042-1046.
[10]	陈志杨1, 喻谷鸣1, 张引2. 基于样条链（环）的CAD模型过渡特征识别与抑制 [J]. 中国机械工程, 2011, 22(22): 2707-2711.
[11]	田富君, 田锡天, 耿俊浩, 李洲洋, 张振明. 基于轻量化模型的加工特征识别技术 [J]. 中国机械工程, 2010, 21(18): 2212-2217.
[12]	闫海兵, 李迎光, 韩雄. 飞机结构件拓扑不固定特征的自动识别 [J]. 中国机械工程, 2010, 21(13): 1567-1571.
[13]	付鹏, 苑伟政. 基于STEP的特征识别技术及其实现 [J]. 中国机械工程, 2010, 21(11): 1334-1337.
[14]	李伟平, 郑琳, 龚志辉. 基于建模过程的加工特征识别 [J]. 中国机械工程, 2010, 21(05): 556-562.
[15]	张欣;莫蓉;石源;常智勇;. 基于字符串度量的CAD模型相似性比较算法[J]. J4, 2009, 20(20): 0-2519.

基于改进图匹配的角盒类零件型腔加工特征自动识别

Automatic Recognition for Cavity Machining Features of Corner Box Parts Based on Improved Graph Matching#br#

PDF

可视化

摘要/Abstract

引用本文

使用本文

参考文献

相关文章 15

编辑推荐

Metrics