[发明专利]基于工艺过程的飞机结构件自动编程加工单元优化排序方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种基于工艺过程的飞机结构件自动编程加工单元优化排序方法，用于飞机结构件数控编程中加工单元的自动优化排序，属于飞机数字化制造技术领域。应用该方法，可以实现加工单元的优化排序，排序结果高度符合工艺要求且减少加工路径，提高飞机结构件数控加工的设计效率和质量，从而缩短飞机研制周期。

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。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，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，现有加工的排序主要靠人工排序完成，或集中于特征的加工排序，排序复杂，效率低，路径长，难以满足工艺要求；加工排序问题可以归结为加工单元的排序问题，加工单元是工艺过程中具备一定加工方法的最小加工对象，目前针对加工单元的优化排序仅局限于机床、工装、刀具、加工参数等加工操作操作关联项中的局部单项或几项参数的选取与优化，或者工步内的排序，尚未综合考虑整体零件从工艺层面和加工路径层面的综合排序，难以满足工艺要求且无法保证较短的加工路径。因此，研究基于工艺过程的飞机结构件自动编程加工单元优化排序方法，提高数控加工的质量和效率，降低加工成本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，本发明提供一种基于工艺过程的飞机结构件自动编程加工单元优化排序方法，该算法可实现基于工艺过程的加工单元排序及路径规划，解决实际编程过程中人工排序效率低下、路径长，以及自动编程工艺决策时的组合爆炸问题，使加工排序过程符合实际加工工艺要求，并显著减少空走刀时间，提高零件加工效率。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：一种基于工艺过程的飞机结构件自动编程加工单元优化排序方法，其特征在于：该方法实现的主要步骤有：1)工艺过程构建；2)加工单元分组；3)加工单元排序；4)分层加工排序；5)形成数控加工链。

所述步骤1)工艺过程构建：根据输入的工艺方案文件，通过深度遍历工艺方案的树状结构，构建零件的加工工艺过程；最后按照工艺过程得刀具序列；

所述步骤2)加工单元分组，根据给定的工艺方案，可得到一组刀具序列，根据刀具序列中刀具关联的加工单元，目标加工单元与实时补加工单元，不同类型补加工单元和工艺的要求，建立加工单元分组规则，将加工单元分为四级单元组；

所述步骤3)加工单元分组后，基于工艺过程对加工单元组进行排序，建立加工单元排序规则；

所述步骤4)采用分层粗加工方式，通过整体分层和虚拟分层两种分层方法，实现分层加工排序；

所述步骤5)根据每把刀具的加工单元序列，与加工方案融合，形成最终的数控加工链。

所述步骤2)中，建立加工单元分组规如下：

规则1，针对一级单元成组：设c₁，c₂采用的刀具分别为t₁、t₂，机床分别为m₁、m₂，所在程序段分别为p₁、p₂，工步分别为s₁、s₂，工序分别为r₁、r₂，工位分别为o₁、o₂，如果同时满足t₁＝t₂，m₁＝m₂，p₁＝p₂，s₁＝s₂，r₁＝r₂，o₁＝o₂，那么c₁，c₂属于同一个一级单元组。