Cecha konstrukcyjna Przekierowano ze strony: Feature recognition ang. feature recognition

Cecha konstrukcyjna – w CAD predefiniowany obiekt charakterystyczny, taki jak: powierzchnia płaska, powierzchnia walcowa, dwie powierzchnie równoległe, próg, gwint, szczelina, otwór, rowek itd. Liczba cech konstrukcyjnych zależy od konkretnego programu CAD, w praktyce wynosi od kilku do kilkudziesięciu. Pierwszym programem bazującym na cechach konstrukcyjnych był Pro/ENGINEER (1988 rok). Modelowanie oparte na cechach konstrukcyjnych (FBM) jest jedną z metod modelowania cyfrowego.

Spis treści

Informacje podstawowe

Zwrot cecha konstrukcyjna ma różne znaczenia w różnych dziedzinach inżynierii. Rezultatem tego jest wiele niejednoznacznych definicji. W komputerowo wspomaganym projektowaniu (ang. computer-aided design, CAD) pojęcie cechy zazwyczaj odnosi się do geometrycznych lub topologicznych właściwościowi interesującego obszaru.[1] Te zwane są precyzyjniej cechami kształtu. Cechy kształtu zawierają zarówno informacje na temat kształtu jak i informacje dotyczące parametrów danego obszaru zainteresowania. Są teraz powszechnie stosowane w najbardziej nowoczesnych programach CAD, gdzie stosowane są jako główny sposób na tworzenie geometrycznych modeli 3D.

Cecha kształtu nie jest jedynym rodzajem cech konstrukcyjnych omawianym w literaturze CAD. Czasami przedmiotem uwagi są cechy funkcyjne i produkcyjne części.[2][3] Mimo że cechy kształtu i cechy produkcyjne mogą występować pod taką samą nazwę, nie są do końca tymi samymi pojęciami. Na przykład można zastosować wyrażenie "kieszeń", aby odnieść się do cięcia na granicy modelu części lub odnieść się do śladów zostawionych na granicy części przez określoną obróbkę skrawaniem. Pierwsza jest związana wyłącznie z geometrycznym kształtem podczas gdy druga zarówno z geometrycznym kształtem jak i operacjami produkcyjnymi potrzebując więcej parametrów w swojej definicji. Przykładem jest cecha produkcyjna, która może być zdefiniowana jako cecha kształtu (jeśli posiada kształt, który reprezentuje tylko ją), ale nie koniecznie w drugą stronę (kształty mogą być interpretowane w różny sposób w różnych dziedzinach produkcji).[4], co jest zawsze negatywną (odjętą) objętością. Istnieje także pojęcie cechy montażu, która koduje metodę montażu pomiędzy połączonymi elementami.

Dane cech w CAD mogą być określone albo jako kolekcja powierzchni albo objętości. Cechy powierzchni mogą być użyte w celu opisania tolerancji produkcyjnych lub umieszczania powierzchni w projekcie montażu. Z drugiej strony cechy objętości mogą być użyte jako narzędzie w generowaniu ścieżki itd. Informacje produkcyjne (zazwyczaj przy obórce skrawaniem) są lepiej ukazane przy użyciu cech objętości.[5] tak, że te informacje mogą być odzyskane w aplikacjach typu donwstream. W ten sposób całość systemu CAD/CAM może być w pełni zautomatyzowana, jednakże koncepcja używania cech produkcyjnych w celu zaprojektowania części ma swoje niedociągnięcia.[6] miała na celu kodowanie części dla grupy technologicznej (GT). Celem GT jest systematyczne klasyfikowanie obiektów w oparciu o ich metodę produkcyjną. Praca Kyprianou zawierała klasyfikowanie powierzchni na główne i drugorzędne grupy i identyfikowanie cech według wzorów głównych lub drugorzędnych powierzchni. Główna powierzchnia to ta z licznymi granicami (także nazywana "hole-loops") lub mieszanymi wklęsłymi i wypukłymi granicami. Wklęsła granica to zbiór wklęsłych krawędzi, gdzie kąt nad krawędzią ma więcej niż 180 stopni. Drugorzędne powierzanie to wszystkie inne powierzchnie. Praca Kyprianou była kontynuowana i rozszerzona przez Jareda i innych w celu zawarcia pewnej liczby ważnych przypadków, w których cechy oddziaływały ma siebie.

Automatyczna Cecha Konstrukcyjna (AFR) jest uznawana za idealne rozwiązanie na zautomatyzowanie projektu i procesów produkcyjnych. Skuteczna automatyzacja systemów CAD i CAM jest koniecznym połączeniem w budowaniu systemów CIM (ang. Computer Integrated Manufacturing).[7] To część badań FR, która przyciągnęła wiele uwagi. Inna ważna aplikacja AFR ma na celu ocenę produkcyjności[8] System AFR powinien być w stanie interpretować projekt w inny sposób, w oparciu o alternatywne cechy i wysyłać zwrotne informacje o produkcyjności i kosztach tych interpretacji do projektanta.

Istnieje duża liczba różnych technik AFR zaproponowanych dla integracji CAD/CAM i procesu planowania. Najbardziej znana metoda rozciąga się od algorytmów opartych na wykresach do technik opartych na wskazówkach i technikach rozkładu miarowego. W cechach konstrukcyjnych opartych na wykresie tworzony jest wykres pokazujący topologię części (połączenia powierzchni). Wykres jest często przypisywany, na przykład krawędzie zaznaczone są jako wklęsłe lub wypukłe. Taki wykres jest potem analizowany w celu wydobycia podzbiorów węzłów i łuków, które pasują do każdego, wcześniej zdefiniowanego wzoru. Osiąga się to dzięki różnorodnym technikom włączając wykresy izomorficznych algorytmów.

Podejścia oparte wykresie są krytykowane za wiele niedociągnięć. Nie są w stanie wyliczyć produkcyjności rozpoznanych cech z powodu zbyt dużego opierania się na topologicznych wzorach zamiast geometrii. Skrzyżowanie cech wywołuje eksplozję w wielu prawdopodobnych wzorach cech, która psuje każdą próbę sformułowania wzorów cech. Aby opisać te trudności J. H. Vandenbrande i A. A. G. Requicha zaproponowali poszukiwanie "minimalnej, niezbędnej części granicy cechy", zwanej wskazówkami, zamiast kompletnych wzorów cech. Na przykład istnienie dwóch przeciwnych płaskich powierzchni jest wskazówką dla potencjalnego istnienia cechy szczeliny. Wskazówki nie są koniecznie ograniczone do geometrii części. Mogą być uzyskane z tolerancji formy jak i cech projektu. Na przykład "atrybut gwintu może być uznany za wskazówkę otworu". To podejście jest bardziej skuteczne w rozpoznawaniu przecinających się cech. Jednakże dyskutuje się na temat skuteczności tego podejścia, jako że istnieje duża liczba śladów, które nie prowadzą do ważnych cech. Niektórzy autorzy są za użyciem hybrydy FR opartej na wykresie i wskazówce w celu polepszenia rozumowania opartego na wskazówce. W postawie hybrydowej używa się rozumowania opartego na wykresie w celu znalezienia tych regionów części, które z pewnością prowadzą do ważnych cech, kiedy użyte są przez rezoner oparty na wskazówce.[9][10] Inne istniejące postawy to miarowy rozkład, sztuczna Sieć Neuronowa i systemy eksperckie.

Niemniej jednak budowanie systemów cech konstrukcyjnych, które funkcjonowałby w skuteczny sposób na prawdziwych produktach przemysłowych jest nieuchwytne. Prawdziwy produkt o setce powierzchni i krawędzi zatrzymuje wszystkie powyższe podejścia z powodu rachunkowej złożoności. Ponadto badane w tych podejściach cechy są zazwyczaj zbyt upraszczane. Duża liczba literatury na temat cech konstrukcyjnych zazwyczaj zajmuje się cechami 2,5D (tymi tworzonymi poprzez przesuwanie profilu 2D wzdłuż osi liniowej). Reprezentacje w formie wykresu, definicje wskazówki lub rozkłady objętości są o wiele trudniejsze do zdefiniowania dla 3D i wolnych cech kształtu. Nadmierne upraszczanie jest także widoczne nawet w cechach 2.5D. Na przykład algorytmy cech konstrukcyjnych zazwyczaj zakładają ostre, wklęsłe krawędzie w geometrii cech. Jednakże takie krawędzie są rzadko używane w prawdziwym projekcie mechanicznych elementów z powodu ograniczeń w produkcji.

Komercyjne systemy cech konstrukcyjnych

Dostępne są również niektóre komercyjne systemy cech konstrukcyjnych. Mimo że technologia cech konstrukcyjnych może być stosowana w różnych aplikacjach, komercyjne programy w skuteczny sposób zastosowały technologię cech konstrukcyjnych dla tworzenia drzewa cech z importowanych modeli, tak że nawet importowane modele mogą być opracowane jakby były stałymi modelami. Główni modelarze 3D CAD używają cech konstrukcyjnych do zamieniania importowanych modeli 3D na modele oparte na pierwotnych cechach. Budowane są również programy CAD i projekty do produkcji programów przy użyciu technologii cech konstrukcyjnych. Nieliczne programy CAD/CAM używają komercyjnie dostępnej biblioteki cech konstrukcyjnych, która rozpoznaje różne cechy z modeli 3D B-Rep. Oddzielne biblioteki dostępne są dla aplikacji projektu, produkcji i blach.

Uwagi

Inne tłumaczenie na język polski terminu „feature” to „całostka”.

Zobacz też

Projektowanie wspomagane komputerowo

Linki zewnętrzne

Bibliografia

  • Cecha konstrukcyjna, Wikipedia pl
  • Feature recognition, Wikipedia en
  • Maciej Sydor: Wprowadzenie do CAD. Podstawy komputerowo wspomaganego projektowania, Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa 2009, s.156, ISBN:978-83-01-15822-4
ostatnia modyfikacja 20 sierpnia 2016 r.