一種基于相差軌跡的三維標注缺失尺寸查找方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于相差軌跡的三維標注缺失尺寸查找方法，其特征在于：基于軌跡相交法和剛性體識別法，得到相差軌跡的生成規(guī)則，基于此生成規(guī)則建立幾何元素的缺失尺寸查找流程，按照查找流程找出所有剛性體合并所需要的尺寸即為零件查找的缺失尺寸。通過逆向推理軌跡相交法，建立了缺失尺寸與相差軌跡之間的映射關系，以及相差軌跡的生成規(guī)則。然后，根據(jù)上述規(guī)則和映射關系，以尺寸標注數(shù)目最少為原則，建立了幾何基元的最少缺失尺寸提取流程。再次，通過分析剛性體的等價定位元組的固定條件，建立了剛性體間的缺失尺寸提取算法，所有剛性體合并所添加的尺寸即為推薦給零件的缺失尺寸。
【專利說明】一種基于相差軌跡的三維標注缺失尺寸查找方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及三維尺寸標注中缺失尺寸的自動推薦的解決方案，主要建立基于相差軌跡的三維缺失尺寸查找方法。
【背景技術】
[0002]三維尺寸標注是對產(chǎn)品結構大小、定位關系的一種直觀、精確描述，它的完整與否對產(chǎn)品設計、工藝、加工、裝配、檢測等生產(chǎn)過程具有重要影響。尺寸標注缺失會造成產(chǎn)品零部件無法加工和順利裝配。因此，在產(chǎn)品設計完成后必須對尺寸標注的完備性進行檢查，特別是缺失尺寸的檢查。傳統(tǒng)的方法都是采用人工查漏補缺，并根據(jù)實際的缺失情況人工決定在何處添加何種類型的尺寸。對于復雜零件而言，檢測尺寸完備性本身就是一項繁瑣的工作，更何況在知道尺寸缺失的情況下要選擇添加的尺寸不能有冗余，這本身又是一項挑戰(zhàn)。因此，在三維尺寸完備性檢測完成后，如果能夠自動推薦出缺失尺寸的具體位置和類型將加快產(chǎn)品設計速度，將設計人員從繁鎖的低層次工作中解放出來，從事更具有創(chuàng)造性的工作。
[0003]目前對缺失尺寸的檢查主要方法有尺寸鏈法、鄰接矩陣法、幾何約束求解法、軌跡相交法等。盡管這些方法對缺失尺寸的檢驗取得了良好效果，但仍然存在以下問題:(I)對三維尺寸標注研究較少，主要是對二維尺寸標注的研究，不適合目前的發(fā)展趨勢。(2)理論研究為主，方法的實用性較差，對零件適用性不夠。(3)多數(shù)方法可以判斷出零件缺失尺寸標注，但無法推薦出具體的缺失尺寸，沒有完整的解決該問題。
[0004]綜合所述，建立一個全新三維尺寸標注中缺失尺寸的查找方法是解決上述問題的途徑，該方法可以依據(jù)剛性體的合并原理，將缺失尺寸的添加轉換為剛性體的合并，進而轉換為等價定位元組的固定，而定位元的固定則可以利用軌跡相交法來實現(xiàn)。最后，通過固定定位元所缺少的軌跡來查找相應的尺寸。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明的目的是為了實現(xiàn)三維標注中自動推薦缺失尺寸的需求，提出了一種基于相差軌跡的三維缺失尺寸查找方法。
[0006]本發(fā)明采用的解決方案如下:
[0007]一種基于相差軌跡的三維標注缺失尺寸查找方法，其特征在于:基于軌跡相交法和剛性體識別法，得到相差軌跡的生成規(guī)則，基于此生成規(guī)則建立幾何元素的缺失尺寸查找流程，按照查找流程找出所有剛性體合并所需要的尺寸即為零件查找的缺失尺寸。
[0008]相差軌跡的生成規(guī)則，是通過逆向推理軌跡相交法，分析當前軌跡和目標軌跡的類型，得到相應的相差軌跡。
[0009]通過軌跡相交法計算幾何元素的當前軌跡，然后根據(jù)相差軌跡的生成規(guī)則得到相差軌跡的類型和拓撲條件，然后根據(jù)缺失尺寸與目標幾何元素、相差軌跡、參考幾何元素之間的映射關系得到相應的尺寸類型和拓撲條件，再以此為基礎，在幾何元素與所有的備選參考幾何元素之間模擬添加相應的尺寸，得到一組缺失尺寸。
[0010]查找流程為:首先，提取剛性體中的所有幾何元素固定所需要的缺失尺寸，按照缺失尺寸的數(shù)目進行升序排列；然后，按照等價定位元的固定原理，依次從排序后的幾何元素中提取定位元，直到得到一組與剛性體自由度等價的定位元組，該定位元組內(nèi)幾何元素的所需添加的尺寸即為查找給該剛性體的缺失尺寸，依此類推，直到所有剛性體合并為一個剛性體，此時，所添加的所有尺寸即為該零件查找的缺失尺寸。
[0011]本發(fā)明一種基于相差軌跡的三維標注缺失尺寸查找方法，首先檢查得到缺少尺寸標注的剛性體和母體，利用軌跡相交法，提取固定幾何基元所需要的相差軌跡，并逆向推理得到該基元的可選尺寸；然后，根據(jù)尺寸標注最少原則，在剛性體的幾何基元中找到一組缺少尺寸最少的等價定位元組；再次,按照剛性體的合并原理,選擇并添加一組尺寸將剛性體與母體合并，最終實現(xiàn)零件模型的完整標注，并得到一組合理的缺失尺寸。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0012]圖1是缺失尺寸與相差軌跡的映射關系圖，
[0013]圖2是本發(fā)明剛性體與母體之間缺失尺寸推薦方法流程圖，
[0014]圖3是零件尺寸標注模型與幾何約束圖，其中a為標注模型，b為幾何約束圖，
[0015]圖4是推薦缺失尺寸過程示意圖，其中a為剛性體識別，b為添加缺失尺寸，
[0016]圖5是剛性體合并示意圖，其中a為添加虛尺寸，b為剛性體合并，
[0017]涉及的符號含義如下:
[0018]DIS:距離ANG:角度P:點L:直線PL:平面
[0019]SP:球面CY:圓柱面C0L:線型圓錐COP:面型圓錐
[0020]CE:圓環(huán)CC:共面曲線NCC:非共面曲線PAD:平行方向
[0021]PED:垂直方向TR:圓環(huán)面TAN:相切關系SUP:重疊關系
[0022]PAR:平行關系PER:垂直關系CF:圓錐面
[0023]涉及的函數(shù)含義如下:
[0024]type (x)表示幾何元素x的類型獲取函數(shù)。
[0025]top(x, y)表示軌跡或幾何元素x與y之間的拓撲關系獲取函數(shù)。
[0026]cons(x, y)表示幾何元素x與y之間的幾何元素關系。
【具體實施方式】
[0027]首先定義以下概念:
[0028]目標幾何基元:需要添加尺寸的未固定的幾何基元。
[0029]參考幾何基元:在目標幾何基元上添加尺寸時的另外一個固定的幾何基元。
[0030]當前軌跡:目標幾何基元在當前已有的幾何約束作用下形成的軌跡。
[0031]目標軌跡:軌跡相交后要得到的目標軌跡，即為目標幾何基元本身。
[0032]相差軌跡:當前軌跡要達到目標軌跡所需要相交的軌跡即為相差軌跡。正常情況下每個當前軌跡會有多個相差軌跡可選，形成相差軌跡集。
[0033]按照軌跡相交法的原理，將幾何基元固定時得到的軌跡定義為目標軌跡，將當前約束產(chǎn)生的軌跡定義為當前軌跡，當前軌跡要變成目標軌跡所需要相交的軌跡定義為相差軌跡。缺少尺寸標注的幾何元素必然會形成相差軌跡。因此，首先建立缺失尺寸與目標幾何元素、相差軌跡、參考幾何元素之間的映射關系。
[0034]依據(jù)軌跡相交法的原理，當前軌跡與相差軌跡相交即可生成目標軌跡。因此，逆向運行軌跡相交的規(guī)則，就可以得到目標軌跡和當前軌跡生成相差軌跡的規(guī)則，如表I所示。
[0035]表I相差軌跡的生成規(guī)則
[0036][0037]
【權利要求】
1.一種基于相差軌跡的三維標注缺失尺寸查找方法，其特征在于:基于軌跡相交法和剛性體識別法，得到相差軌跡的生成規(guī)則，基于此生成規(guī)則建立幾何元素的缺失尺寸查找流程，按照查找流程找出所有剛性體合并所需要的尺寸即為零件查找的缺失尺寸。
2.根據(jù)權利要求1所述的基于相差軌跡的三維標注缺失尺寸查找方法，其特征在于:相差軌跡的生成規(guī)則，是通過逆向推理軌跡相交法，分析當前軌跡和目標軌跡的類型，得到相應的相差軌跡。
3.根據(jù)權利要求1所述的基于相差軌跡的三維標注缺失尺寸查找方法，其特征在于:通過軌跡相交法計算幾何元素的當前軌跡，然后根據(jù)相差軌跡的生成規(guī)則得到相差軌跡的類型和拓撲條件，然后根據(jù)缺失尺寸與目標幾何元素、相差軌跡、參考幾何元素之間的映射關系得到相應的尺寸類型和拓撲條件，再以此為基礎，在幾何元素與所有的備選參考幾何元素之間模擬添加相應的尺寸，得到一組缺失尺寸。
4.根據(jù)權利要求1所述的基于相差軌跡的三維標注缺失尺寸查找方法，其特征在于，所述的查找流程為:首先，提取剛性體中的所有幾何元素固定所需要的缺失尺寸，按照缺失尺寸的數(shù)目進行升序排列；然后，按照等價定位元的固定原理，依次從排序后的幾何元素中提取定位元，直到得到一組與剛性體自由度等價的定位元組，該定位元組內(nèi)幾何元素的所需添加的尺寸即為查找給該剛性體的缺失尺寸，依此類推，直到所有剛性體合并為一個剛性體，此時，所添加的所有尺寸即為該零件查找的缺失尺寸。
【文檔編號】G06F17/50GK104036097SQ201410302523
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2014年6月27日 優(yōu)先權日:2014年6月27日
【發(fā)明者】劉曉軍, 易紅, 程亞龍, 倪中華, 劉金鋒 申請人:東南大學