基于STEP的轴类零件特征识别方法及系统

本发明涉及制造业，具体地涉及一种基于step的轴类零件特征识别方法及系统。

背景技术：

1、现代制造业面临着来自市场对个性化、定制化产品的需求，这使得生产工艺变得更加复杂。随着计算机技术、传感器技术和数据处理能力的提升，制造过程中的数据量急剧增加，传统的工艺规划方法已经难以处理这些复杂数据零件。通过自动化的工艺规划，减少人工干预，提高规划效率和准确性，满足市场对多样化产品的要求。智能工艺规划是一项复杂的工作，涉及许多子任务，如机器选择，特征识别，设置计划和工具选择。在这些子任务中，加工特征自动识别是实现智能制造的难点之一，从3d模型中提取和识别制造信息被视为智能制造的关键。

2、特征识别是从零件几何形状中识别和提取应用相关信息的过程。为了完成零件的加工，加工特征以传统的零件形状描述词进行命名，如：倒角、圆角、沟槽、键槽等，这些描述词可以告诉生成者应该采用哪种类型的加工操作。由于有大量的计算机辅助设计和计算机辅助制造系统可用，使用中性格式是不可避免的。有各种中性格式可用，如stl、dxf、iges、step等，其中step用于产品数据交换，由于其包含更多的产品和制造信息，并且存储需求也比较少等优点，备受青睐。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的是提供一种基于step的轴类零件特征识别方法及系统，用于全部或部分的解决上述现有技术中存在的技术问题。

2、为了实现上述目的，本发明实施例提供一种基于step的轴类零件特征识别方法，包括：

3、获取待识别轴类零件对应的step文件零件信息，其中，针对不同类型的轴类零件，建立对应的零件模型三维图，并将其保存为step格式文件；

4、将所述step文件零件信息输入至step文件解析器中，以使step文件解析器按照预设数据格式输出所识别特征的几何信息和拓扑信息；

5、基于所述几何信息和拓扑信生成特征属性和特征尺寸信息，并利用预先定义的数据库模型进行存储和管理所述特征属性和特征尺寸信息。

6、可选的，获取待识别轴类零件对应的step文件零件信息，包括：

7、使用occ库打开step文件，并读取step文件以进行信息检索，并对step文件中描述几何信息和拓扑信息进行抽取，筛选出关键信息；

8、运用键值对的形式临时存储抽取后的结构化信息，并按照体-面-环-边-点的数据结构，将step文件中的几何信息赋值给笛卡尔点的xyz坐标值及矢量值、边线的定位点及矢量值。

9、可选的， 将所述step文件零件信息输入至step文件解析器中，以使step文件解析器按照预设数据格式输出所识别特征的几何信息和拓扑信息，包括：

10、获取特征面及特征边线信息，其中，所述特征面及特征边线信息至少包含特征面类型、特征面几何拓扑信息、特征边线类型、特征边线几何拓扑信息和特征边线数量；

11、根据预定义的特征识别规则，匹配特征面及特征边线信息，若符合预定义的特征识别规则，则根据特征面及特征边线信息，判断特征面的类型；

12、若不符合预定义的特征识别规则，则对特征进行推理，并提取出未定义特征边线信息、删除过渡特征以及重构特征属性邻接图；

13、将生成的特征属性及尺寸信息利用定义的数据库模型进行存储和管理。

14、可选的，根据预定义的特征识别规则，匹配特征面及特征边线信息，若符合预定义特征，则根据特征面及特征边线信息，判断特征面的类型，包括：

15、若是简单特征，则根据特征面及特征边线信息，将相同特征类型和几何拓扑信息进行合并，并提取出简单特征及几何拓扑信息；

16、若是复杂特征，则识别特征基面，检索特征基面的边线信息，逆向查找与特征基面相邻特征面属性及几何拓扑信息，直到检索到简单特征面；

17、根据特征基面及相邻特征面属性，构建属性邻接图，判断复杂特征类型，若匹配成功，则提取出复杂特征几何和拓扑信息，若匹配失败，则将邻接图及所属特征面标记为未识别特征，进行特征推理。

18、可选的，针对未识别特征面，进行推理的过程包括：

19、获取未识别特征面属性及其边线信息，并对未识别特征面进行拆解，获得边线属性、数量、边线顶点以及方向；

20、检索邻接面属性，判断其是否为简单特征，若是，则根据边线属性编写特征识别规则，若为复杂特征，则根据边线信息，反推得到相应的邻接面信息，并删除过渡面特征，并根据邻接面信息确定对应的特征基面，重构属性邻接图。

21、可选的，针对复杂特征，则根据以下公式进行识别：

22、

23、式中，为控制点，k为规定的基函数的次数，为k次b样条基函数。

24、另一方面，一种基于step的轴类零件特征识别系统，包括：

25、获取模块，用于获取待识别轴类零件对应的step文件零件信息，其中，针对不同类型的轴类零件，建立对应的零件模型三维图，并将其保存为step格式文件；

26、解析系统，用于按照预设数据格式输出所识别特征的几何信息和拓扑信息；

27、模型库存储模块，用于基于所述几何信息和拓扑信生成特征属性和特征尺寸信息，并利用预先定义的数据库模型进行存储和管理所述特征属性和特征尺寸信息。

28、可选的，所述解析系统具体用于：

29、获取特征面及特征边线信息，其中，所述特征面及特征边线信息至少包含特征面类型、特征面几何拓扑信息、特征边线类型、特征边线几何拓扑信息和特征边线数量；

30、根据预定义的特征识别规则，匹配特征面及特征边线信息，若符合预定义的特征识别规则，则根据特征面及特征边线信息，判断特征面的类型；

31、若不符合预定义的特征识别规则，则对特征进行推理，并提取出未定义特征边线信息、删除过渡特征以及重构特征属性邻接图；

32、将生成的特征属性及尺寸信息利用定义的数据库模型进行存储和管理。

33、另一方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上进行运行的计算机程序，所述处理器执行上述所述的基于step的轴类零件特征识别方法的步骤。

34、另一方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述所述的基于step的轴类零件特征识别方法的步骤。

35、通过上述技术方案，根据建立的零件模型得到step文件，基于规则和邻接图思想，对特征进行识别并提取出几何信息，便于后续以特征为单位进行工艺规划，从而实现自动化生产以及智能制造。并利用数据库思想，存储并管理特征识别结果，增强特征数据的管理便捷性。

36、本发明实施例的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

技术特征：

1.一种基于step的轴类零件特征识别方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于step的轴类零件特征识别方法，其特征在于，获取待识别轴类零件对应的step文件零件信息，包括：

3.根据权利要求2所述的基于step的轴类零件特征识别方法，其特征在于， 将所述step文件零件信息输入至step文件解析器中，以使step文件解析器按照预设数据格式输出所识别特征的几何信息和拓扑信息，包括：

4.根据权利要求3所述的基于step的轴类零件特征识别方法，其特征在于，根据预定义的特征识别规则，匹配特征面及特征边线信息，若符合预定义特征，则根据特征面及特征边线信息，判断特征面的类型，包括：

5.根据权利要求4所述的基于step的轴类零件特征识别方法，其特征在于，针对未识别特征面，进行推理的过程包括：

6.根据权利要求4所述的基于step的轴类零件特征识别方法，其特征在于，针对复杂特征，则根据以下公式进行识别：

7.一种基于step的轴类零件特征识别系统，其特征在于，包括：

8.根据权利要求7所述的基于step的轴类零件特征识别系统，其特征在于，所述解析系统具体用于：

9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上进行运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-6任一项所述的基于step的轴类零件特征识别方法的步骤。

10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-6任一项所述的基于step的轴类零件特征识别方法的步骤。

技术总结本发明实施例提供一种基于STEP的轴类零件特征识别方法及系统，属于制造业领域。该方法包括：获取待识别轴类零件对应的STEP文件零件信息；将其输入至STEP文件解析器中，以使STEP文件解析器按照预设数据格式输出所识别特征的几何信息和拓扑信息；基于几何信息和拓扑信生成特征属性和特征尺寸信息，并利用预先定义的数据库模型进行存储和管理特征属性和特征尺寸信息。通过根据建立的零件模型得到STEP文件，基于规则和邻接图思想，对特征进行识别并提取出几何信息，便于后续以特征为单位进行工艺规划，从而实现自动化生产以及智能制造。并利用数据库思想，存储并管理特征识别结果，增强特征数据的管理便捷性。技术研发人员：周婷婷,张启,胡天亮受保护的技术使用者：齐鲁工业大学（山东省科学院）技术研发日：技术公布日：2024/11/4