[发明专利]飞机结构件复杂型腔三轴加工区域自动构建方法

摘要

飞机结构件复杂型腔三轴加工区域自动构建方法，是在型腔特征几何参数基础上，首先将约束底面与型腔侧壁面集求交生成交元(S1)，其次经环域识别剔除无效环域(S2)，再经过环域扩展法构建型腔初始边界环(S3)，然后计算底圆、T型槽及闭角特征的修正元素(S4)，实现边界的自动修正(S5)，最后结合修元、型腔顶面及底面，实现型腔三轴加工区域边界的自动构建。这种方法可快速、准确地实现任意复杂型腔三轴加工区域的自动构建，为实现飞机结构件自动编程提供关键几何基础。

主权项

1.飞机结构件复杂型腔三轴加工区域自动构建方法，其特征在于，包括如下步骤：(1)交元构建：将型腔特征的底平面与型腔的侧壁面集进行求交，生成的结果为交元；(2)环域识别：环域是由一系列边按照次序通过点连接而成的线链，分为开环域和闭环域，环域识别主要是要剔除交元中的无效环域，使得留下来的环域可以组成一个封闭环，代表型腔的初始加工区域；(3)初界环构建：通过环域识别并剔除无效的环域后，采用环域扩展法，对剩余的环域进行组环，先采用极值法找到初始环域，然后通过最小旋转角度计算获取下一个共点关联的环域，直至组环封闭，形成初始边界环；(4)修元计算：自动构建与初界环处于同一平面并且用于闭角、T型槽及底圆修正的几何元素，以用于实现初界环的自动修正；(5)界环构造：以初界环为基础，利用修元对初界环进行几何修正，实现底圆部位的扩展，闭角及T型槽区域的防过切处理，实现三轴加工边界环的自动构造；(6)三轴加工区域构建：结合三轴加工边界环、型腔的顶面及底面，即实现了复杂型腔三轴加工区域的自动构造；所述的步骤(1)中的交元类型分为：轮廓交元、岛屿交元；如果侧壁面集为型腔的外轮廓，则求交结果称为轮廓交元，如果侧壁面集为型腔的岛屿侧壁，则求交结果称为岛屿交元；所述的型腔由约束顶面、约束底面、轮廓及岛屿组成，约束底面与轮廓及岛屿进行求交的结果生成了轮廓交元ρ_c与岛屿交元ρ_i；所述的步骤(2)中的无效环域，是在型腔边界环构造前剔除交元中的负环域，即对构建型腔边界环无用的多余环域，并建立以下识别规则，其中交元ρ＝{l₁,l₂,…,l_n}，对于任一l_i∈ρ，1≤i≤n：(2.1)规则1若l_i为闭环域，即起始点与终止点重合的环域，则l_i必为正环域，即，对构建型腔边界环有用的环域；并可直接作为初界环即，初始的型腔边界环；(2.2)规则2若l_i为开环域，即，起始点与终止点不重合的环域，且满足以下条件之一，则l_i为负环域，否则l_i为正环域，具体条件为：<1>若l_i的两个端点与l₁,…,l_i‑1,l_i+1,…,l_n中所有开环域的端点以及闭环域的所有拓扑点均不存在重合；<2>若l_i的两个端点中，只存在一个端点与l₁,…,l_i‑1,l_i+1,…,l_n中某些开环域的端点或闭环域的内点存在重合；<3>若l_i的两个端点分别与开环域l_j的两个端点重合，1≤j≠i≤n并且l_i的内点p_k与l_j的距离满足d_kj≤ε_c，其中ε_c为精度值，一般取1.0e‑3，1≤k≤h，h为内拓扑点个数；<4>若l_i的所有边线e_i1,e_i2,…,e_im均依赖于零件模型的拓扑边，所述的平面与零件拓扑边e相交形成的交线依赖于e，设为e′_i1,e′_i2,...,e′_im，并且e′_i1,e′_i2,...,e′_im均为凸边。