1 前言
    　特征建模是在几何造型的基础上发展起来的，几何造型经历了二维线框造型、三维线框造型、曲面造型、实体造型、特征造型的演变过程。特征是构成产品的基础，是现代三维建模不可缺少的工具。在UGNX中，特征种类有：体素特征、形体特征、功能特征、参考特征、阵列特征。通过特征建模，可以使三维模型具有如下特点：

•     参数化设计和尺寸驱动
•     智能约束管理机制
•     特征重排时序
•     先进的模型编辑：删除、替代、移动等
•     支持非参数化、非特征实体和曲面

  　  在工程应用中，有时要求直接从非参数化的三维模型中抽取出相关的特征信息，用于后续的操作。如从其它的CAD系统转换到UG中的三维模型，这时，相关的特征信息就会丢失，相应的三维模型就成为所谓的非参数化模型，无法直接用UG的相关工具来生成加工信息，此时就需要用特征识别的方法从现有的几何元素（点、线、面）之间的拓扑关系来分析得到特征信息。

    　孔类特征在UG模型中是一种常见的基本特征，在加工过程中，对孔类特征生成加工代码也是一种基本操作。对于UG系统生成的特征，UG已经提供相关工具来自动生成加工代码。但是如果从其他CAD系统的模型，如Pro/E的三维模型，转换到UG中的时候，自动控制转换所需的相关信息就会丢失，此时，就需要用二次开发工具开发相应的应用程序来进行特征识别，用特征识别的方法来获取生成后续操作所需的信息。

    　每一类特征都有其特定的模式，特征识别的一种方法就是搜索零件模型，寻找符合特征模式的区域，进行识别出零件中所包含的特征[1]。这种方法被称为基于边界匹配的特征识别方法，其基本步骤如下：

•     搜索零件的边界表示，并将其与每一类特征的模式进行匹配
•     确定已识别的特征的参数，并构造相应的几何模型
•     对能合并成组合特征的基本特征进行组合

    　本文论述的方法即是一种基于边界的特征识别，首先要建立特征的模式，也就是特征库，然后从零件模型中检索特征信息，与特征库中的模式进行匹配，被匹配特征就是被识别出来的特征，最后通过获取的孔的特征数据生成孔的加工代码。

    2 建立三维特征识别的知识库
    在UGNX中，孔特征有三种：简单孔，台阶孔，沉头孔。
    孔特征的信息包括：特征参数和定位参数。
    首先，建立孔特征的特征库，从三种孔特征又可以引申出通孔与非通孔。因此，共有6种相关的特征模式：

•     通的简单孔
•     通的台阶孔
•     通的埋头孔
•     非通的简单孔
•     非通的台阶孔
•     非通的埋头孔

    　如果要考虑孔特征的安置面、穿透面的类型，又有平面与非平面的区别，这里只涉及以平面为安置面、穿透面的孔特征。因此，得出下列6个孔特征的示例图：
 
    　每个特征都拥有特定的几何元素，这些几何元素都有特定的拓扑关系，这些就构成了每个特征区别于其它特征的属性，也就是依赖这种特定的属性才能进行特征识别。
    对于每个特征都有相应的特征参数，它们分别为：
    1)通的简单孔：孔直径，孔深度
    2)通的台阶孔：台阶孔直径，台阶孔深度，孔直径，孔深度
    3)通的沉头孔：埋头孔直径，埋头孔角度，孔直径，孔深度
    4)非通的简单孔：孔直径，孔深度，顶端角
    5)非通的台阶孔：台阶孔直径，台阶孔深度，孔直径，孔深度，顶端角
    6)非通的沉头孔：埋头孔直径，埋头孔角度，孔直径，孔深度，顶端角
    通过对孔的特征识别，可以获得以上各种类型孔的参数，用这些获得的参数可以重建特征，也可以用来生成孔特征的加工代码。

    3 用KF语言实现推理机制
    KF语言是UG提供的知识熔接工具，通过使用KF可以进行UG的二次开发工作。KF语言提供了一系列获取UG三维模型几何数据的方法，按几何类型分类有：
    1) 获取线信息的函数
     ug_curve_askStartPoint
     ug_curve_askEndPoint
     ug_curve_askArcLength
     ug_curve_askPointOnCurve
    2) 获取面信息的函数
    ug_face_askType
    ug_face_askNormal
    ug_face_askTangents
    3) 获取体信息的函数
    ug_body_askFaces
    ug_body_askEdges
    　使用KF提供的函数，首先获得几何元素的形状，位置，方向的信息，然后，通过这些离散的信息来构建几何元素之间的拓扑关系，最后，通过与知识库中的特征模式进行匹配，就可以识别特征。如非通的简单孔，是由孔的安置平面，孔的圆柱面以及一个锥形顶面构成的。它们的链接关系为：

    　孔的安置平面与孔的圆柱面通过孔的圆柱面的一条边相接，孔的顶锥面与孔的圆柱面通过孔的圆柱面的另一条边相接，同时，孔的安置平面与孔的圆柱面的交线在孔的安置面应该是一个封闭Loop，孔的圆柱面与孔的顶锥面应该是同轴。

   　 确定了特征所具有的属性后，就可以来确定搜索顺序：
    1）搜索平面上所有的封闭Loop，对只拥有一条边的Loop，进行下一步骤。
    2）从安置面出发，确定Loop的另一个相连面是一个而且仅是一个圆柱面。如果是圆柱面则进行下一步骤。
    3）找出圆柱面的另一个相对的Loop，此时记下，两个Loop之间沿圆柱面轴向的距离H。
    4）如果与第3）步中确定的Loop相连的面是圆锥面，则可以确定这三个面构成了一个简单的非通孔，H就是孔的深度，圆柱面的直径就是孔的直径，否则，进行其它特征的识别。
    以上的算法只是针对简单的非通孔，遵循同样的原则也可以确定其它几种孔的特征识别算法。

    4 结论
    在UG平台上开发特征识别的功能，可以解决从其它CAD系统转换到UG中的模型的非参数化问题，为加工过程提供必要的数据。本文提出的特征识别算法主要针对一些独立的简单特征进行识别，如果要对复杂特征，如用简单特征进行布尔操作之后产生的特征进行识别，就要在此方法基础上进行改进。(E-works)