[发明专利]飞机结构件腹板铣削加工轨迹快速生成方法

权利要求书

1.一种飞机结构件腹板铣削加工轨迹快速生成方法，其特征是它包括以下步骤：

（1）在CAM环境下，通过鼠标点选待加工的腹板面，得到一个腹板面列；

（2）以所选腹板面为种子面，自动构建腹板铣削加工区域；

（3）根据工艺数据库中的数据，采用自动和人工相结合的方法，进行加工工艺决策，得到所选腹板的加工工艺方案；

（4）将腹板加工区域和加工方案自动赋与CAM中对应的加工操作，快速生成刀具轨迹。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的待加工的腹板面通过鼠标点击模型中的腹板面来获取，它同时支持单个腹板面和多个腹板面的选取，腹板面的选取不受腹板的位置及属性影响，由操作人员根据实际需要自由决定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征是所述的自动构建腹板铣削加工区域包括以下步骤：

1）分别提取腹板面列中所选的腹板面为种子面，将其外轮廓和内轮廓分别提取出来，内轮廓可以为空，存放于OuterLoop和InnerLoop中，OuterLoop对应于腹板面与广义侧面的相交边，InnerLoop对应于腹板面与其上孔（H）以及岛屿（I）的相交边；广义侧面包括侧面、转角面以及下陷面；

2）以种子面的OuterLoop和InnerLoop进行连接面拓展，得到与腹板面相连的面列，分别存放于面列C_out和C_in，并获得其中每个面与种子面的连接属性；

①根据OuterLoop和InnerLoop中每个边找到与腹板面相邻的面，将这些相邻的面存放于特征面列C_out和C_in中；

②求出C_out和C_in中每个面与腹板面所成的边角度和面角度，其中边角度表示的是面与面的过渡关系，面角度表示的是面与面的位置关系，若面角度小于180度则视两相邻面为凹连接，否则为凸连接；

3）在得到腹板面的连接面列之后，根据以下腹板面加工区域判定规则或构造方法，自动创建腹板铣削加工区域；腹板铣削加工区域包括：腹板面（B），腹板面加工边界（Loop），顶面（T），，其中腹板面（B）由鼠标点选得到；

（1）对于不含内轮廓的腹板面，即InnerLoop为空的腹板面，其加工区域判断规则或构造方法如下：

顶面T的构造方法如下：

①遍历C_out中的所有面，找到与腹板面的面角度小于180度的面，即与腹板面成凹连接的面，存放于面列C_T中；

②遍历C_T中的所有面，找到所有面中距离腹板面垂直距离最远的点P_top，通过P_top构造与腹板面平行的面作为顶面T。

腹板面加工边界Loop的构造方法如下：

①提取C_T中的每个面，遍历每个面的所有边，找到不在此面相邻侧面、腹板面上的边，并存放于E_up中；

②提取C_T中的每个面，遍历每个面的所有边，找到在腹板面上的边，并存放于E_down中；

③遍历E_down的每个边，将每个边沿腹板面法向进行拉伸，拉伸长度等于顶面到腹板面的距离，将拉伸出的面存于C_Profile中；

④取出C_Profile中所有面，加上腹板面和顶面，构建一个包围盒，将E_up中所有边处于包围盒内的部分提取出来，存放于E_inside中；

⑤将E_down中所有边和E_inside中所有边投影在腹板面上，分别存放于C_edge1和C_edge2中，判断C_edge1所有边和C_edge2中所有边是否有交点；若有交点存于C_insection中，任取一交点，

开始提取加工边界Loop，方法如下；

a)判断此交点逆时针方向上是否有属于C_edge2的边，若是则转向步骤b），若否则转向步骤c）；逆时针方向按腹板法向右手螺旋法则判断；

b)沿此C_edge2边进行遍历，直至到下一个交点，回到步骤a）；

c)沿此C_edge1边进行遍历，直至到下一个交点，回到步骤a）；

d)沿上述方式一直遍历回最初的交点处，将所有遍历过的边存入Loop，如图7所示。

（2）对于含有内轮廓的腹板面，由于受内部岛屿或内部孔的影响，其加工区域判断规则或构造方法如下：

内轮廓顶面（T）的构造方法如下：

①遍历C_in中的所有面，找到与腹板面的面角度小于180度的面，即与腹板面成凹连接的面，存放于面列C_T中；

②遍历C_T中的所有面，找到所有面中距离腹板面垂直距离最远的点P_top，通过P_top构造与腹板面平行的面作为顶面（T），将此顶面（T）与之前由外环构造出的顶面（T）进行比较，将距离腹板面距离较远的一个作为最终的顶面（T）；

腹板加工内边界Loop的确定方法：

①遍历C_in中的所有面，找到与腹板面的面角度大于180度的面，即与腹板面成凸连接的面即孔侧壁，存放于面列C_Loop中；

②遍历C_in中的所有面，找到与腹板面的面角度小于180度且边角度不为零的面即岛屿侧面，存放于面列C_Loop中；

②提取面列C_Loop中的每个面，遍历每个面的所有边，找到腹板面上的边，将其投影到腹板面上，将投影得到的边存放于Loop中。