飞机复杂结构件平面轮廓数控加工刀轨触线计算方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102566508A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102566508A(43)申请公布日2012.07.11(21)申请号201210058667.8(22)申请日2012.03.08(71)申请人沈阳飞机工业(集团)有限公司地址110034辽宁省沈阳市皇姑区陵北街1号申请人北京航空航天大学(72)发明人杜宝瑞郑国磊初宏震周婷曾德标张辉王碧玲(74)专利代理机构沈阳杰克知识产权代理有限公司21207代理人罗莹(51)Int.Cl.G05B19/4097(2006.01)权利要求书权利要求书3页3页说明书说明书99页页附图附图22页(54)发明名称飞机复杂结构件平面轮廓数控加工刀轨触线计算方法(57)摘要飞机复杂结构件平面轮廓数控加工刀轨触线计算方法，包括如下步骤：①基线链建模，根据给定的基线链建立基线链模型；②点对计算计算，计算点对间的跨弧；③跨弧有效性判断，判断跨弧的有效性；④触线计算，根据有效跨弧及基边计算触边；⑤触线链建模，提取触边和有效跨弧，构造触线链。该计算方法可根据零件平面轮廓计算出加工时刀轨触线，有效地解决了数控自动编程中刀具外包络线的求解问题，显著提高了数控程序编制效率与加工效率，对于智能数控加工编程的实现具有重要意义。CN102568ACN102566508A权利要求书1/3页1.飞机复杂结构件平面轮廓数控加工刀轨触线计算方法，其特征在于，包括如下步骤：1)基线链建模；2)点对计算；3)跨弧有效性判断；4)触边计算；5)触线链构造。2.根据权利要求1所述的飞机复杂结构件平面轮廓数控加工刀轨触线计算方法，其特征在于：所述的1)基线链建模流程包括：①计算基线链中各边相对所属基线链正向方向；②生成基点表；③生成基边表；④计算基点凸凹性；设ef和eb分别为顶点v的前继边和后续边，和分别为ef和eb在v处沿动向的切矢方向，其叉积令为：则v的凸凹性定义为其中nz为的z向分量，s为动元相对线链的侧位码：3.根据权利要求1所述的飞机复杂结构件平面轮廓数控加工刀轨触线计算方法，其特征在于，所述步骤2)点对计算的流程包括：给定基点表和基边表，依次计算基边间、基点间和基边点间的所有点对的跨弧；所述的基点间点对计算，包括：确定当前基点的最近基点；计算这两基点间的跨弧；所述的基边间点对计算，包括：计算不同类型边间过渡圆角；确定圆角端点类别；所述的基边、基点间点对计算，包括：对于每条基边，选择不是此边端点的凸基点；计算基边和凸基点间的跨弧；确定圆角断点类别。4.根据权利要求1所述的飞机复杂结构件平面轮廓数控加工刀轨触线计算方法，其特征在于：所述步骤3)跨弧有效性判断具体为：根据跨弧的特点分为基点处、基边内、基点间、基边间、基边基点间五类，根据相应的判断原则，判断并保留有效跨弧；其中(1)基点处跨弧有效性是根据最左与最右原则来判断：若同一触点处存在多个跨弧及后续基线段，则对于动元相对基线链左向时，与基线段不相交的最左侧跨弧有效；而对于动元相对基线链右向时，与基线段不相交的最右侧跨弧有效；若同一碍点处存在多个跨弧及前继基线段，则对于动元相对基线链左向时，最右侧跨弧有效；而对于动元相对基线链右向时，最左侧跨弧有效；(2)基点间跨弧有效性需要同时满足距离原则、保凸原则和侧位原则，则有效；所述的距离原则：两基点均为凸且两基点间距离不大于动元直径；保凸原则：跨弧与其始点所在基点的前继边在其始点处非凸；跨弧与其碍点所在基点的后续边在其终点处非凹；2CN102566508A权利要求书2/3页侧位原则：跨弧圆心相对第一到第二个顶点的侧位必须与动元侧位相同；(3)基边内跨弧有效性，根据奇偶性原则判断：给定一条基边eb，pi和cbi(i＝1，2，...，n)为位于eb上且沿eb和动向依次排列的所有跨弧ai的端点及其类别，则跨弧有效性判断条件为cbj≠cbi(j＞i，i，j＝1，2，...，n)，其中i为离j最近的有效跨弧端点号；若有两个跨弧端点重合于eb的始点或终点，则跨弧端点提取原则如下：<1>若跨弧端点与eb始点重合，则当eb为正向，取其中终点重合于eb始点的跨弧，并令此基点为碍点；否则，取其中始点重合于eb始点的跨弧，并令此基点为触点；<2>若跨弧端点与eb终点重合，则当eb为正向，取其中始点重合于eb终点的跨弧，并令此基点为触点；否则，取其中终点重合于eb终点的跨弧，并令此基点为碍点；(4)基边间跨弧有效性给定一条基边eb，pi和cbi(i＝1，2，...，)为位于eb上(包括重合于eb的始末点)且沿eb和动向依次排列的所有跨弧ai的端点及其类别，则跨弧有效性判断条件为：设当前基边eb上沿动向的最后一个跨弧a1及其端点类别cb1，a2为沿动向且端点位于eb后续连接基边ef上的第一个跨弧，cb2为