[发明专利]飞机复杂构件加工特征识别方法

说明书

技术领域

本发明涉及飞机复杂构件加工特征识别方法。采用该方法可对飞 机结构件数字化三维模型进行整体加工特征的识别与构造，从而提取 出具体的加工特征信息，用于零件的智能数控加工编程、加工工艺方 案分析与毛坯自动生成等系统的设计及开发，属于飞机数字化先进制 造技术领域。

背景技术

随着数控编程技术的发展，CAM(计算机辅助制造)系统具有极 强的复杂几何处理能力，但是单纯依靠工艺人员的经验采用交互方式 指定加工区域设置加工参数已不满足实际需要，由零件和毛坯自动生 成零件的数控加工程序是数控编程技术发展的必然趋势。这要求系统 能够自动获取加工区域，因此实现加工特征自动识别是实现数控加工 程序自动编制的基础和关键。

飞机结构件比一般机械零件复杂，特征类型多，数量大，为减轻 重量及满足其它需求，很多飞机结构件上存在各种复杂型腔、下陷、 曲面等，采用现有的特征识别方法对加工特征生成合理的解释比较困 难，因此生成的加工特征并不能完全满足加工要求。

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的 加工特征识别方法，该识别方法创造性地应用了刀轨分层生成技术， 有效地解决了飞机结构件加工自动编程中加工区域自动获取、刀具选 择和刀轨计算等关键性问题，对于基于特征识别基础上的智能数控加 工编程、加工工艺方案分析与毛坯自动生成等系统的开发具有极其重 要的意义。

本发明提出的加工特征自动识别方法源自于飞机整体结构件类 零件实际的分层铣削加工过程，从广义上说，结构件加工可视为分层 槽加工。当水平面与零件和毛坯相交截切时会在平面上产生交线。由 于分层面上的交线组合形成的封闭轮廓正好对应某槽的轮廓，其中最 外围的轮廓称为导引轮廓，导引轮廓的内部轮廓为该槽中的非加工区 域，称为岛屿轮廓。槽切除体即为相邻两层导引轮廓与岛屿轮廓间的 区域。因此，将层切法应用于加工特征识别中为解决加工特征识别问 题提供了一条新的思路。

正是基于上述分层识别这一思想，本发明在构建飞机整体结构件 广义槽模型的基础上提出基于广义槽分层的加工特征自动识别方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种飞机复杂构件加 工特征识别方法，该方法实现的总流程为：1)零件及毛坯模型载入； 2)基本信息处理；3)广义槽轮廓环构建；4)广义槽特征关联树构 建；5)广义槽特征合并及类型判别。

所述的步骤2)基本信息处理，包含(1)加工坐标系建立；(2) 面类型识别；(3)孔预处理；其中：

所述的(1)加工坐标系建立，即根据零件类型及结构特点，判 断零件加工侧个数，并为每个加工侧设定一个对应的加工坐标系；

所述的(2)面类型识别，即参照每个加工侧的加工坐标系，对 零件的所有拓扑面进行面类型识别，识别方法为：首先确定CAD系 统中拓扑面的类型，即平面(Plane)、柱面(Cylinder)或其他类型的 面(TabulatedCylinder)，而对柱面、锥面、回转面及倒角面首先根据 轴线方向与Z轴夹角γ大小，用公式(For.1)判断加工面类型：

其中，γ为面的轴线方向n₂与刀轴方向n₁的夹角，γ=arccos(n1·n2|n1|·|n2|);]]>

而对于平面、拔模面、列表柱面及γ＝其他角度等情况再根据面的法线 方向与Z轴方向的夹角α大小判断加工面类型：