CN115618530A - 一种基于3d模型的圆孔特征识别加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及圆孔特征识别加工领域，尤其涉及一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法，包括：基于CAM软件获取待加工零件的3D模型；利用所述待加工零件的3D模型获取待加工零件的圆孔特征集合；利用所述待加工零件的圆孔特征集合获取待加工零件的圆孔特征加工轨迹进行加工处理，增强了兼容性；降低了操作难度和风险，增强了加工的安全性，提高了产品加工的合格率；减少加工准备时间，提高了生产效率。节省了资金，降低了成本。

Description

一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法

技术领域

本发明涉及圆孔特征识别加工领域，具体涉及一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法。

背景技术

随着全球竞争日益剧烈，数控加工作为保证产品质量、提高劳动生产率及实现自动化的重要手段被广泛应用到汽车、航空、模具等各个制造领域。而数控机床是否能充分发挥其作用，重要的一点在于其所使用的数控程序的效率和易用性。在实际生产中很多零件上都会有孔加工要求，这些孔的位置、大小、深度也不同。圆孔加工是数控加工中最为常见的一道工序。最初进行这类加工时一般都是手工编写加工代码。在已知要加工孔的直径、深度和中心位置坐标后，当数控***具备孔加工功能时，只要把这些参数按照***要求的格式写入程序，加工时数控***会自动计算刀心轨迹，加工出符合用户要求的孔。随着零件产品形状复杂程度的提高，仅仅靠人工去计算点坐标似乎是不可能的了。这时人们使用了计算机辅助编程，即CAM(Computer Aided Manufacturing)软件。使用CAM软件进行加工，需要先把要加工零件的模型做出来，CAM软件可以在给定几何的基础上进行加工，但目前CAM软件生成孔加工轨迹时，一般都是手动的指定或输入圆的位置、大小、深度等参数，而不能自动的提取出零件上所有孔的数据。通常零件上孔比较多时，这个过程是非常耗时，而且容易出错，极大地降低了工作效率。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法，通过获取待加工零件的圆孔特征进行分组处理，得到最短加工路径提升了加工效率。

为实现上述目的，本发明提供了一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法，包括：

基于CAM软件获取待加工零件的3D模型；

利用所述待加工零件的3D模型获取待加工零件的圆孔特征集合；

利用所述待加工零件的圆孔特征集合获取待加工零件的圆孔特征加工轨迹进行加工处理。

优选的，利用所述待加工零件的3D模型获取待加工零件的圆孔特征集合包括：

利用所述待加工零件的3D模型获取待加工零件的圆孔点集合；

利用所述圆孔点集合基于预先设定的搜索处理标准判断圆孔点是否为待加工状态，若是，则利用待加工状态的圆孔点建立待加工零件的圆孔特征集合，否则，放弃处理。

进一步的，所述搜索处理标准的预先设定包括：

判断待加工零件的圆孔点是否需要生成加工轨迹，若是，则作为待选择圆孔点，否则，不符合标准；

判断所述待选择圆孔点是否同时符合圆孔直径范围与圆孔深度范围，若是，则所述待选择圆孔点为符合搜索处理标准，否则，所述待选择圆孔点为不符合搜索处理标准。

优选的，利用所述待加工零件的圆孔特征集合获取待加工零件的圆孔特征加工轨迹进行加工处理包括：

利用所述待加工零件的圆孔特征集合基于相同圆孔直径将待加工零件的圆孔特征集合中各待加工零件的圆孔特征划分为待加工零件次级圆孔特征集合；

将待加工零件次级圆孔特征集合中各待加工零件次级圆孔特征基于最短加工路径进行排列得到待加工零件基础圆孔特征集合；

利用待加工零件基础圆孔特征集合进行路径规划处理得到待加工零件的圆孔特征加工轨迹；

利用待加工零件的圆孔特征加工轨迹对待加工零件进行加工处理。

进一步的，所述利用待加工零件基础圆孔特征集合进行路径规划处理得到待加工零件的圆孔特征加工轨迹包括：

将待加工零件的圆孔特征集合对应的各待加工零件基础圆孔特征集合基于路径最短原则进行路径规划处理得到待加工零件的圆孔特征加工轨迹。

进一步的，所述利用待加工零件的圆孔特征加工轨迹对待加工零件进行加工处理包括：

判断所述待加工零件的圆孔特征加工轨迹对应的各待加工零件的圆孔直径是否大于加工刀具库的最大加工刀具直径，若是，则基于铣圆孔法对待加工零件的圆孔进行加工处理，否则，放弃加工进行报错处理；

当所述待加工零件的圆孔特征加工轨迹对应的各待加工零件的圆孔直径在加工刀具库存在对应加工刀具时，进行正常加工。

与最接近的现有技术相比，本发明具有的有益效果：

增强了兼容性；降低了操作难度和风险，增强了加工的安全性，提高了产品加工的合格率；减少加工准备时间，提高了生产效率。节省了资金，降低了成本，而且还可以根据圆孔直径的大小智能的自动选择合适的钻孔方式，按照最短路径要求生成最优刀具轨迹，提高了加工效率，节省了加工成本。

附图说明

图1是本发明提供的一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法流程图；

图2是本发明提供的一种基于3D模型的圆孔特征识别加工实际应用方法流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

本发明提供了一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法，如图1所示，包括：

S1、基于CAM软件获取待加工零件的3D模型；

S2、利用所述待加工零件的3D模型获取待加工零件的圆孔特征集合；

S3、利用所述待加工零件的圆孔特征集合获取待加工零件的圆孔特征加工轨迹进行加工处理。

S2具体包括：

S2-1、利用所述待加工零件的3D模型获取待加工零件的圆孔点集合；

S2-2、利用所述圆孔点集合基于预先设定的搜索处理标准判断圆孔点是否为待加工状态，若是，则利用待加工状态的圆孔点建立待加工零件的圆孔特征集合，否则，放弃处理。

S2-2具体包括：

S2-2-1、判断待加工零件的圆孔点是否需要生成加工轨迹，若是，则作为待选择圆孔点，否则，不符合标准；

S2-2-2、判断所述待选择圆孔点是否同时符合圆孔直径范围与圆孔深度范围，若是，则所述待选择圆孔点为符合搜索处理标准，否则，所述待选择圆孔点为不符合搜索处理标准。

本实施例中，一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法，圆孔直径范围与圆孔深度范围为加工中的操作数据值，且圆孔直径范围与圆孔深度范围需大于待加工圆孔点的直径与深度。

S3具体包括：

S3-1、利用所述待加工零件的圆孔特征集合基于相同圆孔直径将待加工零件的圆孔特征集合中各待加工零件的圆孔特征划分为待加工零件次级圆孔特征集合；

S3-2、将待加工零件次级圆孔特征集合中各待加工零件次级圆孔特征基于最短加工路径进行排列得到待加工零件基础圆孔特征集合；

S3-3、利用待加工零件基础圆孔特征集合进行路径规划处理得到待加工零件的圆孔特征加工轨迹；

S3-4、利用待加工零件的圆孔特征加工轨迹对待加工零件进行加工处理。

S3-3具体包括：

S3-3-1、将待加工零件的圆孔特征集合对应的各待加工零件基础圆孔特征集合基于路径最短原则进行路径规划处理得到待加工零件的圆孔特征加工轨迹。

S3-4具体包括：

S3-4-1、判断所述待加工零件的圆孔特征加工轨迹对应的各待加工零件的圆孔直径是否大于加工刀具库的最大加工刀具直径，若是，则基于铣圆孔法对待加工零件的圆孔进行加工处理，否则，放弃加工进行报错处理；

S3-4-2、当所述待加工零件的圆孔特征加工轨迹对应的各待加工零件的圆孔直径在加工刀具库存在对应加工刀具时，进行正常加工。

实施例2：

本发明提供了一种基于3D模型的圆孔特征识别加工实际应用方法，如图2所示，包括：

2.1 输入零件的3D模型：

通过提供3D模型实体设计环境，可以创建零件的3D模型，也允许直接导入零件的3D模型数据。圆孔在3D模型中，作为一个特殊的特征点，记录在模型数据中。

2.2 输入圆孔加工工艺参数：

圆孔加工工艺参数，包括安全间隙，工作平面，安全高度、起止高度、主轴转换、钻孔速度。

2.3 输入被加工圆孔的搜索条件：

允许输入圆孔直径范围，圆孔深度范围，也可以设置只搜索通孔。

零件模型中，可能有许多规格的圆孔，有些圆孔是需要一次性加工，而有的圆孔却不需要生成加工轨迹。为了满足此需要，本发明装置中可以输入被加工圆孔的搜索条件。

圆孔直径范围：要加工圆孔的最小直径和最大直径。

圆孔深度范围：要加工圆孔的最小深度和最大深度。

只搜索通孔；

不包括通孔；

全部孔；

2.4自动识别3D模型中符合搜索条件的圆孔：

根据输入被加工圆孔的搜索条件，遍历3D模型数据中所有的圆孔数据，找到符合条件的圆孔。

对于不同孔径的圆孔加工，其加工刀具或加工方法是不同的，所以本发明搜索出的圆孔数据按直径大小不同进行分组，而且每组间按照直径从小到大进行排列分组。

2.5 分组确定圆孔排列顺序：

搜索到的圆孔数据已经按直径大小分组，每一组中圆孔位置是杂乱的。本发明，按照路径最短的原则，排列各组圆孔的顺序。

2.6 确定每组圆孔加工刀具与加工方法：

每一台数控机床，会配有加工刀具库。当刀具库中配有多个规格钻孔刀具时，对于不同规格的圆孔加工，可以通过数控机床的自动换刀功能，采用不同规格的刀具，实现不同大小的圆孔加工，从而提高加工效率。

当孔径太小，而刀具库中没有加工小孔的刀具时，此类情况需要报错，无法进行加工。

当孔径与刀具直径相同时，可以确定采用此刀具进行加工。

当孔径太大，而刀具库中没有如此大的刀具时，可以采用铣圆孔的方法，实现大孔径圆孔的加工。

2.7 生成加工轨迹：

每组圆孔的加工刀具和加工方法确定以后，按照排列好的加工顺序，按照路径最短原则，生成每组圆孔的加工轨迹。最后，再把所有组的加工轨迹按照路径最短原则，连接成一个完整的加工轨迹。此加工轨迹，利用后置处理，可以生成加工程序，传输到数控机床上，可以实现一次装卡，完成所有孔的加工。

本实施例中，一种基于3D模型的圆孔特征识别加工实际应用方法，按照最短路径要求，智能地生成最优加工路径，实现一次装卡，完成所有孔加工要求，极大地提高了加工效率，可应用于机床数控***、CAM软件使用。

本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、***、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。

本发明是参照根据本申请实施例的方法、设备（***）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

最后应当说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，而未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，其均应涵盖在本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (5)

1.一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法，其特征在于，包括：

S1、基于CAM软件获取待加工零件的3D模型；

S2、利用所述待加工零件的3D模型获取待加工零件的圆孔特征集合；

S3、利用所述待加工零件的圆孔特征集合获取待加工零件的圆孔特征加工轨迹进行加工处理；

S3-1、利用所述待加工零件的圆孔特征集合基于相同圆孔直径将待加工零件的圆孔特征集合中各待加工零件的圆孔特征划分为待加工零件次级圆孔特征集合；

S3-2、将待加工零件次级圆孔特征集合中各待加工零件次级圆孔特征基于最短加工路径进行排列得到待加工零件基础圆孔特征集合；

S3-3、利用待加工零件基础圆孔特征集合进行路径规划处理得到待加工零件的圆孔特征加工轨迹；

S3-4、利用待加工零件的圆孔特征加工轨迹对待加工零件进行加工处理。

2.如权利要求1所述的一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法，其特征在于，利用所述待加工零件的3D模型获取待加工零件的圆孔特征集合包括：

利用所述待加工零件的3D模型获取待加工零件的圆孔点集合；

利用所述圆孔点集合基于预先设定的搜索处理标准判断圆孔点是否为待加工状态，若是，则利用待加工状态的圆孔点建立待加工零件的圆孔特征集合，否则，放弃处理。

3.如权利要求2所述的一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法，其特征在于，所述搜索处理标准的预先设定包括：

判断待加工零件的圆孔点是否需要生成加工轨迹，若是，则作为待选择圆孔点，否则，不符合标准；

判断所述待选择圆孔点是否同时符合圆孔直径范围与圆孔深度范围，若是，则所述待选择圆孔点为符合搜索处理标准，否则，所述待选择圆孔点为不符合搜索处理标准。

4.如权利要求1所述的一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法，其特征在于，所述利用待加工零件基础圆孔特征集合进行路径规划处理得到待加工零件的圆孔特征加工轨迹包括：

将待加工零件的圆孔特征集合对应的各待加工零件基础圆孔特征集合基于路径最短原则进行路径规划处理得到待加工零件的圆孔特征加工轨迹。

5.如权利要求1所述的一种基于3D模型的圆孔特征识别加工方法，其特征在于，所述利用待加工零件的圆孔特征加工轨迹对待加工零件进行加工处理包括：

判断所述待加工零件的圆孔特征加工轨迹对应的各待加工零件的圆孔直径是否大于加工刀具库的最大加工刀具直径，若是，则基于铣圆孔法对待加工零件的圆孔进行加工处理，否则，放弃加工进行报错处理；

当所述待加工零件的圆孔特征加工轨迹对应的各待加工零件的圆孔直径在加工刀具库存在对应加工刀具时，进行正常加工。

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