專利名稱：平行筋條壁板數(shù)控加工域元運算準則的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種平行筋條壁板數(shù)控加工域元運算準則，該方法可以在面元分割的基礎(chǔ)上重新調(diào)整、吸納和合并加工面元，最終形成最優(yōu)的加工區(qū)域，為數(shù)控加工中最短刀具軌跡的計算提供了理論基礎(chǔ)，能夠提高飛機壁板數(shù)控加工的設(shè)計效率和質(zhì)量，屬于飛機數(shù)字化數(shù)控編程技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
數(shù)控編程是從零件圖紙到獲得數(shù)控加工程序的全過程，是CAM的重要組成部分。 數(shù)控編程的核心是生成刀具軌跡，經(jīng)后置處理產(chǎn)生數(shù)控加工程序。數(shù)控編程是目前CAD/ CAPP/CAM系統(tǒng)中最能明顯發(fā)揮效益的環(huán)節(jié)之一，在實際設(shè)計加工自動化、提高加工精度和加工質(zhì)量、縮短產(chǎn)品研制周期等方面發(fā)揮著重要作用，在航空工業(yè)領(lǐng)域發(fā)揮著廣泛的應(yīng)用。 目前，現(xiàn)代飛機普遍采用性能優(yōu)越的整體薄壁結(jié)構(gòu)件，但是由于整體結(jié)構(gòu)件具有結(jié)構(gòu)復(fù)雜、 制造精度要求高且加工難度大等特點，現(xiàn)有的數(shù)控編程方式已成為進一步提高飛機整體結(jié)構(gòu)件制造質(zhì)量和效率的最主要制約因素。飛機壁板加工中以平面區(qū)域作為基本操作單元， 因此，在研究壁板數(shù)控加工刀軌生成算法之前，必須先研究與加工平面區(qū)域相關(guān)的各種基礎(chǔ)算法，例如，加工區(qū)域的表示、加工區(qū)域的構(gòu)造及優(yōu)化等，這對于成功研發(fā)數(shù)控軟件具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述存在的技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種平行筋條壁板數(shù)控加工域元運算準則，該準則定義了在加工區(qū)域分割結(jié)果的基礎(chǔ)上重新調(diào)整、吸納和合并加工面元，最終形成最優(yōu)的加工域元的方法，為壁板數(shù)控加工提供了有效的理論基礎(chǔ)。為解決以上問題，本發(fā)明的具體技術(shù)方案如下平行筋條壁板數(shù)控加工域元運算準則，該準則實現(xiàn)的主要步驟有
O面元數(shù)組初始化根據(jù)壁板的輪廓以及識別出的筋條外形，得到初步分割的加工面域，稱之為面元；初始化未處理的面元數(shù)組，將其存放于鏈表中，并設(shè)置未處理面元數(shù)組標志為O或I,初始化面元處理計數(shù)n=0 ；
2)面元間關(guān)系計算先定義了面元的加工性及其布爾運算，接著分析兩相鄰面元間的位置關(guān)系，并對其吸納關(guān)系進行了分類；
3)查詢運算表提出面元間的構(gòu)造準則及面元運算式，并將結(jié)果存儲于運算表中；若運算式為空，則初始化處理計數(shù)n，轉(zhuǎn)到步驟5)；
4)面元運算輸入兩面元的信息、計算條件、運算式和驗證條件，輸出面元運算結(jié)果，面元處理計數(shù)n=n+l ;輸出結(jié)果為-I到3之間的整數(shù)_1表示兩面元不相鄰；0表示未對兩面元進行處理；1表示對兩面元進行合并并修改了面元I且置空了面元2 ；2表示吸納并修改了兩輸入面元數(shù)據(jù)；3表示吸納并修改兩輸入面元且生成一個新面元；
5)結(jié)束判斷，若面元處理計數(shù)n=0，則提出面元數(shù)組中的非空面元，并保存在新的數(shù)組中，結(jié)束算法運行和退出；若11古0，則轉(zhuǎn)到步驟2)。本發(fā)明的有益效果應(yīng)用本發(fā)明提出的飛機多凸臺平行筋條壁板數(shù)控加工域元運算準則的效果如下(1)定義了加工域元的加工性及其布爾運算，面元之間的關(guān)系運算，提出加工域元的構(gòu)造準則，將實際的加工規(guī)則信息化，并形成面元關(guān)系運算表，將提高面元構(gòu)造的效率和準確性；(2)加工域元的構(gòu)建及優(yōu)化能夠確定最優(yōu)的加工刀具軌跡，從而將有助于提高飛機壁板的加工效率?？偠灾蛟詣訕?gòu)造及優(yōu)化算法以確定壁板數(shù)控加工的最優(yōu)刀軌為目標，在面元分割的基礎(chǔ)上重新調(diào)整、吸納和合并面元，最終形成最優(yōu)的加工域元，為壁板數(shù)控加工提供了有效的理論基礎(chǔ)。


圖I為兩相鄰面元間位置關(guān)系。圖2為兩面元加工運算示意圖。圖3為兩面元間吸納關(guān)系分類。圖4為面元運算流程圖。
具體實施例方式平行筋條壁板數(shù)控加工域元運算準則，是建立在CAD/CAM系統(tǒng)平臺上，實現(xiàn)平行筋條壁板數(shù)控加工刀軌計算的理論基礎(chǔ)。下面結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施例進行詳細的說明，本實施例是在以發(fā)明技術(shù)方案為前提下進行實施，給出了詳細的實施方式和具體的實現(xiàn)過程，但是本發(fā)明的保護范圍不限于下述實施實例。平行筋條壁板數(shù)控加工域元運算準則，該準則實現(xiàn)的主要步驟有
步驟I):面元數(shù)組初始化。根據(jù)壁板的輪廓以及識別出的筋條外形，得到初步分割的加工面域，稱之為面元。初始化未處理的面元數(shù)組，將其存放于鏈表中，并設(shè)置未處理面元標志數(shù)組為O (空)或I (非空)，初始化面元處理計數(shù)n=0 ；
步驟2):面元間關(guān)系計算。首先定義了面元的加工性及其布爾運算，接著定義兩相鄰面元間的位置關(guān)系，并對其吸納關(guān)系進行了分類；
(O面元關(guān)系定義
給定相鄰兩面元Λ和
B2其相對位置關(guān)系如附圖I所示。當#ι(吸元)在& (被吸元)的左側(cè)時，稱其關(guān)系為左鄰，記為In吸元)在Jfc (被吸元)的右側(cè)時，稱其關(guān)系為右鄰，記為rn ;當斯(吸元)
在辦(被吸元)的上側(cè)時，稱其關(guān)系為上鄰，記為un ； ^Bx (吸元)在辦(被吸元)的下側(cè)時， 稱其關(guān)系為下鄰，記為dn;
(2)面元的加工性定義
給定面元#，其沿X方向的加工性用"*1(馬灰小，并定義為
權(quán)利要求
1.平行筋條壁板數(shù)控加工域元運算準則，其特征在于該方法實現(xiàn)的主要步驟有D面元數(shù)組初始化根據(jù)壁板的輪廓以及識別出的筋條外形，得到初步分割的加工面域，稱之為面元；初始化未處理的面元數(shù)組，將其存放于鏈表中，并設(shè)置未處理面元數(shù)組標志為0或I,初始化面元處理計數(shù)n=0 ；2)面元間關(guān)系計算先定義了面元的加工性及其布爾運算，接著分析兩相鄰面元間的位置關(guān)系，并對其吸納關(guān)系進行了分類；3)查詢運算表提出面元間的構(gòu)造準則及面元運算式，并將結(jié)果存儲于運算表中；若運算式為空，則初始化處理計數(shù)n，轉(zhuǎn)到步驟5)；4)面元運算輸入兩面元的信息、計算條件、運算式和驗證條件，輸出面元運算結(jié)果，面元處理計數(shù)n=n+l ;輸出結(jié)果為-I到3之間的整數(shù)-1表示兩面元不相鄰；0表示未對兩面元進行處理；1表示對兩面元進行合并并修改了面元I且置空了面元2 ；2表示吸納并修改了兩輸入面元數(shù)據(jù)；3表示吸納并修改兩輸入面元且生成一個新面元；5)結(jié)束判斷，若面元處理計數(shù)n=0，則提出面元數(shù)組中的非空面元，并保存在新的數(shù)組中，結(jié)束算法運行和退出；若11古0，則轉(zhuǎn)到步驟2)。
全文摘要
本發(fā)明涉及平行筋條壁板數(shù)控加工域元運算準則，該方法的主要步驟有1)面元數(shù)組初始化并設(shè)置未處理面元數(shù)組標志為0或1，初始化面元處理計數(shù)n=0；2)面元間關(guān)系計算分析兩相鄰面元間的位置關(guān)系，并對其吸納關(guān)系進行了分類；3)查詢運算表提出面元間的構(gòu)造準則及面元運算式，并將結(jié)果存儲于運算表中；若運算式為空，則初始化處理計數(shù)n，轉(zhuǎn)到步驟5)；4)面元運算；5)結(jié)束判斷，若面元處理計數(shù)n=0，結(jié)束算法運行和退出；若n≠0，則轉(zhuǎn)到步驟2)。該方法可在加工區(qū)域分割結(jié)果的基礎(chǔ)上重新調(diào)整、吸納和合并加工面元，最終形成最優(yōu)的加工域元，為平行筋條壁板數(shù)控加工提供了有效的理論基礎(chǔ)。
文檔編號G05B19/19GK102591253SQ201210058958
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者初宏震, 吳發(fā)明, 杜寶瑞, 王德生, 王碧玲, 鄭國磊, 陳樹林 申請人:北京航空航天大學, 沈陽飛機工業(yè)(集團)有限公司