零件3D模型的特征提取方法

随着“多品种、小批量”生产模式的出现，人工获取设计知识的方式严重制约了工作效率。 人们希望设计知识的获取可以通过计算机自动实现。

设计知识主要面向零件，主要是指加工特征与其特征属性和加工特征之间的关系。 因此，特征提取的目的是得到加工特征元素矩阵和加工特征关系矩阵。

在目前主流的3D建模过程中，也采用了基于特征的描述思想。 要实现特征提取，需要提前定义特征。 有两种类型的特征定义方法：

• 1) 预先定义产品特征参数的生成方法，通过控制特征参数值驱动模型生成，在设计模型的同时实现特征参数的提取。 两者相辅相成，称为特征预定义，或基于特征的参数化建模。
• 2) 使用点、线、面等基本几何元素定义特征参数。 模型设计和特征提取互不干扰。 模型设计完成后，通过识别模型几何元素的组织形式，匹配特征参数，完成特征提取。 它是特征的后定义，或特征识别。

与特征识别方法相比，参数化建模方法具有以下优点：

• 1）参数化建模不仅可以完成特征提取，还可以辅助设计人员进行快速建模。
• 2）参数化建模方法提取特征更准确，不会造成误判或遗漏。 特征识别方法只适用于差异较大的特征，几何形状相似的特征容易混淆。

因此，本文基于西门子NX10.0二次开发API，采用参数化建模方法实现零件加工的特征提取。 由于参数化建模预先定义了特征参数，因此可以通过参数名称直接调用参数值来构建加工特征元素矩阵。

另一方面为用户提供了选择参考面的功能，可以通过识别参考面来获取参考特征； 附着特征可通过附着面获得； 通过匹配附着在同一表面上的相同类型的加工特征的特征参数，可以得到相同类型的特征。 这可以构建一个特征元素矩阵。

在实际工程中，一般将相似的特征作为一个复合特征处理，一步一步处理。 因此，在特征提取时需要进行后处理，即在识别出相似的特征后，将它们组合成一个复合特征。 由于相似特征除位置外的其他参数均相同，因此合并的相似特征在特征元素矩阵中的位置参数采用建模过程中首先建模的特征的位置。 另外，合并后剩余的加工特征没有相似的特征，所以特征关系矩阵只需要保留前两个符号，即引用关系和依赖关系。

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