[发明专利]飞机复杂构件数控加工方案快速生成方法

权利要求书

1.一种飞机复杂构件数控加工方案快速生成方法，其特征在于：该方法实现的主要步骤有：1)加工工艺信息获取；2)加工方案结构树构建；3)加工方案编辑界面生成；4)加工方案的快速编制；5)加工方案有效性检查；6)方案输出；

其中，所述的步骤1)加工工艺信息获取的主要内容有：零件基本信息：包括尺寸、类型及材料；整体控制策略：包括加工顺序及走刀路线；加工部位；加工操作类型；制造设备：包括机床、刀具及工装；切削参数；工序及工步；加工工艺信息获取的主要内容表示为由属性a_i组成的属性集合，其中1≤i≤n，n为属性的个数：

S＝{a₁，a₂，…，a_n}；①

其中，所述的步骤2)加工方案结构树构建是将由步骤1)获取的加工工艺信息知识化，并构建出加工方案结构树；加工方案结构树为多叉树结构，自顶而下具有7层级节点，其层级从1至7，各层级节点类型依次为：零件节点MPartNode、机床节点MToolNode、加工侧向节点MSideNode、工序节点ProcedureNode、工步节点SetupNode、程序节点ProgrameNode与刀具节点CutterNode；加工方案结构树构建流程如下：

(1)构建加工方案结构树的根节点，根据零件基本信息以及整体控制策略创建加工方案结构树根节点；

(2)严格参照各层级之间的关联关系，根据各层级节点对应的工艺信息，创建各层级的节点，然后确定这些节点之间的关系，包括父子关系和同层级节点的位置排列问题，实现节点之间关系确定的方法如下：

<1>父子关系确定：相邻父子层级节点的层级号必须满足L_f-L_c＝1，L_f为父节点层级号，L_c为子节点层级号；

<2>同层级节点排列顺序确定：按照实际加工工艺规划的流程来完成除根节点外的其他所有节点顺序的安排；

(3)完成加工方案结构树构建，该结构树构建依赖的BNF定义模型如下：

<加工方案>::＝Scheme:<零件节点>

<零件节点>::＝MPartNode:<零件信息><整体策略信息>{<机床节点>}

<零件信息>::＝PartInfo:<零件类型><毛坯类型><毛坯材料><零件尺寸><特征信息>

<特征信息>::＝FeatureInfo:{<特征类型><特征数量>}

<整体控制策略>::＝Strategy:<加工阶段><XY方向区域拆分><整体走刀方式>

<加工阶段>::＝MPhase:<粗加工>|<半精加工>|<精加工>

零件类型::＝PT毛坯类型::＝RT

毛坯材料::＝RM零件尺寸::＝PS

<机床节点>::＝MToolNode:<机床信息>{加工侧向节点>}

<加工侧向节点>::＝MONode:<加工侧向信息>{工序节点>}

<工序节点>::＝ProcedureNode:<工序信息>{工步节点>}

<工序信息>::＝ProcedureInfo:<加工阶段><工序编号><备注>...

<工步节点>::＝SetupNode:<工步信息>{程序节点>}

<工步信息>::＝SetupInfo:<工步编号>[{<加工部位><加工方式>}]...

<程序节点>::＝ProgrameNode:<程序信息>{刀具节点>}

<程序信息>::＝ProgrameInfo:<程序编号><备注>...

<程序编号>::＝ProgrameNum:<“工序编号”+“工步编号”+“程序序号”>

<刀具节点>::＝CutterNode:<刀具信息>[<刀具关联关系>]{<切削余量><切削参数>}...

<刀具信息>::＝CutterInfo:<直径><底面半径><下刀深><备注>...

<刀具关联关系>::＝Relationship:<拆分类型><拆分数量>{<关联刀具>}

<刀具直径>::＝D<底面半径>::＝Rc

<下刀深>::＝t<切削余量>::＝δ

<拆分数量>::＝SplitCount

<关联刀具>::＝RelateCutter

其中，所述步骤3)加工方案编辑界面生成是将步骤2)构建的加工方案结构树采用XML进行底层数据结构的组织与存储，为了方便后续人机交互定制与编辑加工方案，加工方案结构树需要提供人机交互编辑修改界面，其实现的具体流程为：

(1)读取XML存储的加工方案结构树XML_Tree各节点数据信息及各节点之间的关联关系，包括父子关系，同层级节点的位置顺序；

(2)在CAD/CAM系统中构建对应的加工工艺树Mach_Tree，并建立加工方案结构树XML_Tree与加工工艺树Mach_Tree两种结构树之间的对应关系；

(3)根据流程(1)中获取加工方案结构树XML_Tree数据信息，以及流程(2)中获取的两种结构树之间的对应关系，完成加工工艺树Mach_Tree中各节点信息的设置，从而完成CAD/CAM系统中加工工艺树Mach_Tree的构建，即完成了加工方案编辑界面的生成；

其中，所述的步骤4)加工方案的快速编制包括节点操作与整体控制两种：(1)节点操作是针对节点进行设置，主要分为：新建、插入、编辑、拆分、合并、删除；(2)整体控制为从宏观上对企业加工工艺规程进行加工顺序规划，调整零件整体控制策略，采用网格划分法，对零件加工区域进行整体划分，对整体的加工顺序和局部网格内的特征加工顺序进行控制，以减少零件加工过程中的变形；

其中，所述的步骤5)加工方案有效性检查的实现流程为：

(1)从加工方案结构树中获取刀具信息，获取方法为：针对同一个加工部位，依次提取出加工该部位的粗加工、精加工腹板、半精加工、精加工以及切断加工中的刀具节点，构建成一个刀具链表ListOfTools，链表中元素个数为N，并依次将上述获取的刀具节点添加到该链表中；

(2)从刀具链表ListOfTools分别提取出每把刀具的切削余量δ，直径D，下刀深t，底面半径Rc；

(3)按照刀具链表ListOfTools中各刀具的先后使用顺序，对加工方案进行如下检查：

<1>从第一个元素开始依次获取刀具链表ListOfTools中各刀具节点的切削余量δ₁，δ₂，...，δ_N；判断δ₁，δ₂，...，δ_N是否依次严格非增，即依次递减或相等，如果不是则表明方案无效，提示出错；否则，进入<2>；

<2>从第一个元素开始依次获取刀具链表ListOfTools中各刀具节点的刀具直径D₁，D₂，...，D_N；判断D₁，D₂，...，D_N是否依次严格非增，如果不是则表明方案无效，提示出错；否则进入<3>；

<3>从第一个元素开始依次获取刀具链表ListOfTools中各刀具节点的下刀深t₁，t₂，...，t_N；判断t₁，t₂，...，t_N是否依次严格非增，如果不是则表明方案无效，提示出错；否则进入<4>；

<4>从第一个元素开始依次获取刀具链表ListOfTools中各刀具节点的底面半径Rc₁，Rc₂，...，Rc_N；判断Rc₁，Rc₂，...，Rc_N是否依次严格非增，如果不是则表明方案无效，提示出错；否则表明加工方案有效；

(4)有效性检查标记逻辑错误位置以及显示错误类型，以提高工艺人员修改的针对性与准确性；其中，所述的步骤6)方案输出，即工艺卡片输出，其实现的流程为：

(1)分析企业加工工艺规程中各种工艺卡片表格的格式和内容，提取相应的规则；

(2)创建上述加工方案中工艺数据信息与工艺卡片单元格的映射关系；

(3)将加工方案中的工艺数据信息自动添加到工艺卡片中，以实现工艺卡片的自动生成。