[發明專利]飛機結構件平筋頂面加工刀軌自動生成方法有效

申請號：	201210520981.3	申請日：	2013-01-10
公開（公告）號：	CN103034167A	公開（公告）日：	2013-04-10
發明（設計）人：	杜寶瑞;初宏震;鄭國磊;唐云龍;王碧玲;陳俊;陳樹林;繞有福	申請（專利權）人：	沈陽飛機工業（集團）有限公司
主分類號：	G05B19/18	分類號：	G05B19/18
代理公司：	沈陽杰克知識產權代理有限公司 21207	代理人：	楊華
地址：	110034 ***	國省代碼：	遼寧;21
權利要求書：	查看更多	說明書：	查看更多
摘要：
搜索關鍵詞：	飛機結構件平筋頂面加工自動生成方法
鉆瓜網技術展會專利詞庫專利權人專利榜在售專利公布日期熱門專利

【說明書】：

技術領域

本發明涉及一種飛機結構件平筋頂面加工刀軌自動生成方法，用于對飛機結構件復雜平筋頂面的數控加工程序編制，屬于飛機數字化數控編程技術領域。

背景技術

筋是飛機結構件中常見結構之一，可以將飛機結構件的筋特征描述為輪廓、槽腔加工完成后頂部待加工區域（范玉青.現代飛機制造技術[M]:北京：北京航空天大學出版社，2001）。因此其頂部待加工區域即筋頂面為筋的主要加工區域。飛機結構件在保證其強度與剛度前提下為減輕其自重而廣泛選用筋類特征。近年來，國內有關學者針對筋頂面的快速數控加工編程技術展開了相應的研究。一種是基于圖和工藝知識相融合的方法自動對筋特征進行數控加工編程（譚豐.飛機結構件筋特征快速數控編程技術研究與實現[D].南京:南京航空航天大學，2010）。該方法的核心在于基于常見筋特征幾何拓撲結構以及相關的工藝知識構建相應規則對特征進行判斷與分類，針對不同類型的特征采取不同的加工工藝方案進行數控加工編程。該技術對絕大多數筋特征適用，但對在處理筋類特征相交時，對于一些并不能完全滿足其特征判定條件的特殊結構難以得到正確結果。另一種是基于廣義槽分層識別技術的飛機壁板類零件自動數控加工編程方法（于芳芳.飛機整體壁板快速數控加工編程系統關鍵技術研究與開發[D].北京:北京航空航天大學，2009）。在基于該方法所設計開發的飛機壁板快速數控編程系統中，筋頂面被視為一類特殊的廣義槽腹板面，通過偏置筋頂邊界來構造槽銑（Pocketing）的外輪廓，最終將筋頂面的加工轉化為了對腹板面的加工。該技術雖然能夠解決筋特征相交問題，但由于未考慮筋頂的特殊形式即加工刀具直徑遠大于筋頂面寬度，因此由其所生成的數控代碼的加工效率普遍較低。研究飛機結構件平筋頂面加工刀軌自動生成方法，提高數控加工效率及質量已成為高效數控加工技術急需解決的問題。

發明內容

本發明要解決的技術問題是提供一種飛機結構件平筋頂面加工刀軌自動生成方法，該算法可完成該平筋頂面數控加工最短刀具軌跡的計算及輸出，在保證加工質量的前提下，可以顯著地減少冗余刀軌，從而提高了飛機結構件平筋頂面加工效率。

為解決以上問題，本發明的具體技術方案如下：一種飛機結構件平筋頂面加工刀軌自動生成方法，包括以下步驟：

1）初始參數輸入：輸入筋頂面以及加工該筋頂面所用的工藝方案；

2）近似骨架分支提取：對步驟1）輸入的筋頂面，進行邊界離散，并基于離散的邊界構建筋頂面約束的Delaunay三角剖分網格，從該剖分結果中提取筋頂面近似骨架分支集；

3）骨架分支修正與合并：在步驟2）的基礎上，對筋頂面近似骨架分支集進行修正，判斷修正后的骨架分支集中的骨架分支是否滿足合并法則，若滿足則進行合并；

4）加工單元集構建：將骨架分支集中的骨架分支設置為加工單元導引輪廓，待加工筋頂面設置為約束底面，并從工藝方案中讀取有關非幾何加工參數，從而構建該筋頂面的加工單元集；

5）加工單元排序：在步驟4）的基礎上，對加工單元集中的加工單元構造初始筋頂加工單元序列，并依據加工路徑最優目標對其進行排序，得到加工路徑最優的筋頂加工單元鏈；

6）最短路徑刀軌數據生成：是在步驟5）的基礎上，將筋頂加工單元鏈與現有CAM系統進行無縫連接，從而自動生成筋頂面的加工刀軌以及數控加工代碼。

該飛機結構件平筋頂面加工刀軌自動生成方法以骨架作為刀軌生成的導引輪廓，可以顯著地減少冗余刀軌，從而提高加工效率；并且刀具總路徑最短思想貫穿整個方法過程中，將極大地提高平筋頂面數控加工的速度和質量。故采用平筋頂面數控加工刀軌計算的方法將極大提高數控加工的質量，縮短制造乃至整個飛機生產周期。

附圖說明

圖1為待加工筋頂面實例圖。