[发明专利]一种用于飞机壁板结构件的直纹面特征识别方法

说明书

本发明提供一种基于层交环的飞机壁板结构件直纹面特征识别方法，该方法实现的总体流程为：1)直纹面类型识别；2)直纹面层交环计算；3)直纹面加工特征类型识别。实践证明，该方法具有识别效率高、速度快、占用空间小等特点，可用于飞机结构件直纹面特征的识别，以提高三维设计模型质量检测系统快速数控编程的效率并显著减少编程工艺员工作量。

技术领域

本发明涉及一种基于层交环的飞机壁板结构件直纹面特征识别方法，用于飞机复杂结构件数控程序的快速编制，为专业化、智能化CAD/CAPP/CAM集成系统“飞机结构件三维设计模型质量检测系统”提供自动特征识别的相关数据，属于飞机数字化数控编程技术领域。

背景技术

飞机壁板结构件具有结构尺寸大，壁薄，轮廓形状复杂等特点，并且具有丰富的槽、筋、缘条、开口、下陷等加工特征，在这些特征的侧壁、底面或顶面上分布着大量的直纹面。直纹面具有特殊和复杂的拓扑结构，主要包括平面、圆柱面和拉伸柱面三大类，其数控编程繁琐且易出错。同时，直纹面所属的加工特征种类各异，也增加了工艺人员编制程序时对特征识别的难度和工作量。因此，提高工艺员的编程效率成为现代飞机结构件加工制造过程中的主要目标之一。解决这个问题的关键是建立零件的实体模型与加工特征之间的映射关系，从而为飞机结构件的三维设计模型质量检测系统快速自动编程提供理论依据。

发明内容

为解决上述问题，本发明提出基于层交环的飞机壁板结构件直纹面特征识别方法，该方法能有效识别飞机结构件中的直纹面特征。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：基于层交环的飞机壁板结构件直纹面特征识别方法，其特征在于：该方法实现的总体流程为：1)识别直纹面的类型；2)计算直纹面的层交环；3)识别直纹面所属的加工特征类型；4)重复上述步骤直至识别结束。

所述步骤1)识别直纹面的类型，即输入待识别零件模型，提取待操作的直纹面，判断直纹面的类型。直纹面的识别具体包括：(1)竖直直纹面的识别；(2)横向直纹面的识别；(3)内/外敛面的识别。

所述的(1)竖直直纹面的识别，根据直纹面的拓扑结构可得以下几种不同的识别规则：

<1>竖直平面识别规则：若该面类型为平面，且其法向与Z轴垂直，在零件底面的投影为直线段，则该面为竖直平面；

<2>竖直圆柱面识别规则：若该面类型为圆柱面，且其轴线与Z轴平行(即0°或180°)，在零件底面的投影为圆弧段，则该面为竖直圆柱面；

<3>竖直拉伸柱面识别规则：若该面为拉伸柱面，且其母线与Z轴平行(即0°或180°)，在零件底面的投影为一般曲线段，则该面为竖直拉伸柱面。

所述的(2)横向直纹面的识别，根据直纹面的拓扑结构可分为水平直纹面和斜面两大类，其中，母线位置在水平方向的为水平直纹面，包括水平面、水平圆柱面和水平拉伸柱面；母线方向与水平方向成一定夹角的为斜面，包括斜平面、斜圆柱面和斜拉伸底面等。特殊地，母线在水平方向但是面法向不在竖直方向的平面也属于斜平面。由此得出以下几种不同的识别规则：

<1>水平面识别规则：若该面类型为平面，且其法向与Z轴平行(即0°或180°)，则该面为水平面；

<2>水平圆柱面识别规则：若该面类型为圆柱面，且其轴线与Z轴垂直，则该面为水平圆柱面；

<3>水平拉伸柱面识别规则：若该面为拉伸柱面，且其母线与Z轴垂直，则该面为水平拉伸柱面；

<4>斜平面识别规则：若该面类型为平面，且其外法向与Z轴夹角大于0°小于α，则该面为斜平面；