[发明专利]飞机复杂构件数控加工方案快速生成方法

说明书

技术领域

本发明是一种飞机复杂构件数控加工方案快速生成方法，主要用于飞机整体结构件数控编程中加工方案的快速生成，为专业化、智能CAD/CAPP/CAM集成系统“飞机复杂构件快速数控加工准备系统”提供零件加工方案快速生成的一种方法，属于飞机数字化数控编程技术领域。

背景技术

计算机、编程以及高速切削加工等数控相关技术的快速发展与广泛应用推动了飞机结构件制造技术的发展，现代飞机普遍采用性能优越的整体薄壁结构件(范玉青.航空宇航制造工程[M].重庆：重庆出版社，2001)。但是，由于整体结构件具有结构复杂、制造精度要求高且加工难度大等特点(Yu Fangfang，Du Baorui，Ren Wenjie，ZhengGuolei，Chu Hongzhen.Slicing Recognition of Aircraft Integral PanelGeneralized Pocket[J].Chinese Journal of Aeronautics，2008，(21)：585-592)，现有的工艺准备和数控编程方式已成为进一步提高飞机整体结构件制造质量和效率的最主要制约因素。例如，对于一个壁板类零件，其数控加工的时间一般在2～3天，然而编制该类零件的数控加工程序却需要1～2个月的时间，编程时间远大于加工时间。究其根源，主要有以下两个方面：一是加工方案知识化、规范化、标准化水平低，加工方案生成效率低下；二是编程过程自动化程度低，需要通过人机交互方式设置各种加工选项和加工参数。因此，研究和开发飞机复杂构件数控加工方案快速生成方法，提高数控加工方案生成效率以及数控编程智能化水平已成为高效数控加工技术急需解决的问题。

发明内容

为了解决上述存在的技术问题，本发明提供一种飞机复杂构件数控加工方案快速生成方法，该方法可完成加工方案的知识化、规范化、标准化，为“飞机复杂构件数控加工准备系统”提供加工方案的快速生成，从而提高加工方案生成效率，缩短数控加工准备周期，提高数控加工效率。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种飞机复杂构件数控加工方案快速生成方法，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。

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：如尺寸、类型、材料，整体控制策略：如加工顺序、走刀路线，加工部位，加工操作类型，制造设备：如机床、刀具及工装，切削参数，以及工序、工步，可表示为由属性a_i(1≤i≤n，n为属性的个数)组成的属性集合：

S＝{a₁，a₂，…，a_n}            ①

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(Tree)结构，自顶而下具有7层节点，其层级l从1至7，各层节点类型依次为：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结构树根节点；

(2)严格参照各层之间的关联关系，根据各层级节点对应的工艺信息，创建各级别的节点，然后确定这些节点之间的关系，包括父子关系和同级别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>同级别节点排列顺序确定：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>}