[发明专利]飞机复杂构件数控加工工装标准定位器自动选取方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞机复杂构件数控加工工装标准定位器一种自动选 取方法，用于数控加工工装CAD系统设计与开发，属于飞机制造工 装智能设计技术领域。

背景技术

在飞机制造领域，定位器用于保证所定位的工件处于正确、可靠 的位置以及各部件的互换和对接接头的协调等。随着我国飞机制造业 水平的大幅提升，整体壁板和隔框等复杂构件在现代飞机结构中的应 用，使飞机数控加工工装结构也发生了相应的变化。接头定位器因其 定位准确、节省空间、方便美观等优点，在设计和生产中越来越多地 被采用，已成为飞机制造工装中主要的定位元件，因而其设计将成为 影响工装的研制效率和周期的关键因素之一。在工装CAD系统中， 定位器的一般设计过程包括数据准备、零件造型和装配建模等三个阶 段。由于定位器结构复杂、形式多样等原因，整个设计过程繁琐，而 且在数据准备中存在人为的计算失误，导致最终的设计结果出现结构 尺寸不协调、定位器与产品或者工艺接头间的定位关系不准确等问 题。实现接头定位器的自动设计，可以进一步简化工装设计过程并提 高工装设计效率。定位器由工作头和标准定位器两部分构成，其中标 准定位器的自动选取是实现其自动设计的技术关键。

发明内容

本发明提供一种飞机复杂构件数控加工工装标准定位器自动选 取方法，能够移植并嵌入专业三维CAD系统或是通用三维CAD系 统实现飞机复杂构件数控加工工装标准定位器自动调用，进一步简化 工装设计过程，提高工装设计效率。该方法可以推广应用到工装其它 专用标准件的自动调用。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的飞机复杂构件数控加工 工装标准定位器自动选取方法，步骤如下：

(1)计算标准定位器的可定位域：

计算过程为：

①根据产品接头位置和方向，确定定位器工作面；

②应用工作面计算支撑元件的截面和截面尺寸；

③根据支撑元件截面尺寸，计算各类型中所有规格定位器的单域；

④根据支撑元件截面位置及可定位域定义系的设定，计算可定位 域定义系在工装设计坐标系中的位置和坐标轴方向；

其中，定义系为直角坐标系O_lX_lY_l，其中，原点O_l一般取支撑元 件在工作面内截面的形心，X_l轴同向平行于定位器支撑面的法矢方 向，Y_l轴指向产品接头方向。

(2)计算产品接头位置：

计算过程为：

①根据复杂构件设计坐标系在工装设计空间内方位，计算产品接 头在工装设计坐标系中的位置；

②根据产品接头在工装空间中的位置，计算其在可定位域定义系 中的位置坐标。

其中整个计算过程涉及三个坐标系：复杂构件设计坐标系 O_dX_dY_dZ_d、可定位域定义系O_lX_lY_lZ_l(为了统一维数，增加了Z轴， 其中Z＝X×Y)和工装设计坐标系O_fX_fY_fZ_f，前两者均定义在工装设 计坐标系中。

所述的计算产品接头在工装设计坐标系的位置方法为：设所述的 计算产品接头在复杂构件设计坐标系O_dX_dY_dZ_d中的位置为P(x_d，y_d， z_d)，那么P在工装设计系O_fX_fY_fZ_f中为位置中(x_f，y_f，z_f)为：