[发明专利]龙门制孔机床加工碰撞检测分析方法

说明书

本发明提供了一种龙门制孔机床加工碰撞检测分析方法，在根据本发明的龙门制孔机床加工碰撞检测分析方法中，对工件曲面和固定工件的夹具进行离散处理得到离散点云数据，并对龙门制孔机床的子机床进行建模得到子机床的第一关键参数集合和第二关键参数集合进一步选择理论加工孔的用于做碰撞判断的点云集合并判断点云集合中的点是否与用于加工理论加工孔的子机床发生碰撞，用循环的方式对工件的所有理论加工孔都进行上述判断，从而完成工件的所有理论加工孔的可加工性分析，从而有利于后续实际进行的制孔作业。

技术领域

本发明涉及航空数字化制造领域，尤其涉及一种龙门制孔机床加工碰撞检测分析方法。

背景技术

制孔任务是航空制孔中非常重要的任务，在飞机制造与生产中占有很大作业比重，现行加工方式主要采用人工制孔的方式，以人工划线然后使用手工电钻完成制孔作业。由于人工制孔中，制孔质量好坏依靠工人的技术纯熟度，难以保证质量一致，可能会出现群孔超差等严重的制孔问题。制孔部件为飞机机翼或机身框梁及蒙皮，在前期已经经过了多道工序的安装与固定，制造成本昂贵，而对于有特殊要求的航空产品，对加工精度要求较高。近年来，使用数控机床作为加工设备的数字化制孔技术开始应用于航空制孔任务中。在航空制造中，工件上加工孔位布置通常不规则，很难直观确定该孔位是否可以加工。尤其对于管状工件的内壁制孔，在前期加工规划中确定加工子机床是否可以到达设计的理论加工孔的孔位，以在规划前期剔除不能加工的理论加工孔，从而避免发生碰撞显得尤为重要。

发明内容

鉴于现有技术存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种龙门制孔机床加工碰撞检测分析方法，其能完成工件的所有理论加工孔的可加工性分析，从而有利于后续实际进行的制孔作业。

为了实现上述目的，本发明提供了一种龙门制孔机床加工碰撞检测分析方法，用于龙门制孔机床对工件的理论加工孔的加工碰撞的检测与分析，龙门制孔机床包括n个子机床，其特征在于，所述龙门制孔机床加工碰撞检测分析方法包括步骤：

S1，在工件坐标系O_W-X_WY_WZ_W下构建工件的理论加工孔，并提取理论加工孔的位置坐标和理论加工孔的单位法向量其中，I_k，J_k，K_k分别为理论加工孔的单位法向量在工件坐标系O_W-X_WY_WZ_W的X_W轴、Y_W轴、Z_W轴上的单位向量，其中，k＝1,2,...,N_total，N_total为工件上的理论加工孔的总数；

S2，使用激光跟踪仪测量并计算得到子机床的子机床坐标系O_Mi-X_MiY_MiZ_Mi在工件坐标系O_W-X_WY_WZ_W下的相对位姿

其中，Mi＝1,2,...,n，Mi表示子机床Mi，n表示龙门制孔机床上的子机床的总数，n≥1，表示子机床Mi的X_Mi轴运动方向在工件坐标系O_W-X_WY_WZ_W中的矢量表示，表示子机床Mi的Y_Mi轴运动方向在工件坐标系O_W-X_WY_WZ_W中的矢量表示，表示子机床Mi的Z_Mi轴运动方向在工件坐标系O_W-X_WY_WZ_W中的矢量表示，表示子机床Mi的坐标原点O_Mi在工件坐标系O_W-X_WY_WZ_W中的矢量表示；