[发明专利]一种复杂结构件内外孔自动识别与作业单元分配方法

摘要

一种复杂结构件内外孔自动识别与作业单元分配方法，包括以下步骤：首先，将带有管道的复杂构件安装在龙门式多单元联合作业机床上，并确定龙门地桥单元和左右立柱单元工作空间分界面；其次，做若干个构件横截面，获得一组管道内壁的闭合曲线，并求取最小外接圆；最后，根据插值原理对构件上某加工孔P(x_p,y_p,z_p)，求其在y＝y_p处最小外接圆C_p，若P点在C_p内，则为内孔，高于龙门地桥分界面由龙门单元加工，否则由地桥单元加工；反之，为外孔，在左右立柱分界面左侧由左立柱单元加工，否则由右立柱单元加工。本发明方法适用于任意轴线和截面形状不规则的复杂构件，仅根据加工孔位即可识别内孔和外孔，并分配给合适的主轴，原理简洁明了、算法正确有效、易于实现。

主权项

1.一种复杂结构件内外孔自动识别与作业单元分配方法，其特征在于该方法包括以下步骤：1)在由龙门单元、地桥单元、左立柱单元和右立柱单元组成的龙门式多单元联合作业机床上分别建立机床坐标系OM‑XYZ和工件坐标系OW‑X′Y′Z′，且工件坐标系的Y′轴方向与机床坐标系的Z轴方向平行，并将带有管道的复杂结构件定位在联合作业机床的工件安装基准面上；2)根据龙门式多单元联合作业机床工作空间初始化作业单元分配规划参数YUB和ZLR，其中YUB表示龙门单元和地桥单元的工作空间分界面在工件坐标系下的Y′轴坐标，ZLR表示左立柱单元和右立柱单元的工作空间分界面在工件坐标系下的Z′轴坐标；3)从与工件坐标系Y′轴垂直的复杂结构件任意端面开始，根据复杂结构件内壁管道的复杂性，沿工件坐标系Y′轴方向做n个构件的横截面，获得一组结构件管道内壁形状的闭合曲线S1,S2,…,Sn，对每个闭合曲线，求取其最小外接圆Ci，并用一组四元数描述这组外接圆，[oxi,oyi,ozi,ori] i＝1,2,…,n其中(oxi,oyi,ozi)表示第i个闭合曲线的最小外接圆圆心Oi的坐标，ori表示第i个闭合曲线的最小外接圆半径；4)提取复杂结构件上的全部待加工孔的位置信息，对于结构件上的某加工孔位P，其坐标为(xp,yp,zp)，找到描述结构件管道内壁闭合曲线的最小外接圆Ci和Ci+1满足oyi≤yp≤oyi+1，再根据下式计算oxp，ozp和orp其中，oxp，ozp为根据插值原理计算得到的结构件管道内壁在y＝yp截面上的最小外接圆Cp的圆心X′向坐标和Z′向坐标，orp为在y＝yp截面上最小外接圆半径；5)如果则判断该孔位为内孔，再根据龙门单元和地桥单元加工孔分配准则进行加工，即如果y_p＜Y_UB，则该孔位由横梁单元完成加工，否则该孔位由地桥单元完成加工；如果则判断该孔位为外孔，再根据左立柱单元和右立柱单元加工孔分配准则进行加工，即如果z_p＜Z_LR，则该孔位由右立柱单元完成加工，否则由左立柱单元完成加工。