飛機導管加工文件快速生成方法
2023-06-14 16:29:56 2
飛機導管加工文件快速生成方法
【專利摘要】本發明提供一種飛機導管加工文件快速生成方法，包括以下步驟：1)提取導管PRB數據；2)添加工藝餘量；3)計算加工信息關鍵點坐標；4)基於知識的工藝審查；5)幹涉仿真；6)生成加工文件。該方法具有識別準確度高、速度快等特點，可用於飛機導管的加工工藝方案分析和飛機導管數位化加工系統的設計和開發，具有良好的應用前景。
【專利說明】飛機導管加工文件快速生成方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及的是一種飛機導管加工文件快速生成方法，屬於飛機數位化先進位造
【技術領域】。
【背景技術】
[0002] 飛機內部液壓、燃油、環控、氧氣等管路系統離不開各式各樣的導管，傳統的導管 製造通常採用在飛機上獲取實樣後，按實樣彎曲製造和檢驗的生產方式。這種製造方法要 求每生產一種新型號的飛機，都要製造和儲存相當數量的導管標準樣件、彎曲夾具和型面 檢驗夾具。隨著新機種的不斷增加，導管標準樣件和各種夾具工裝的急劇增加，不僅為庫存 保管以及管理帶來困難，同時通過實樣這一模擬量來傳遞製造依據也會使導管的生產質量 得不到保證。
[0003] 隨著新機型逐漸將三維數模作為生產依據，工藝員前期需要對設計數模進行工藝 審查，而設計數模的工藝審查需要工藝員逐項對設計數模進行手動測量對比檢査，工作量 巨大容易出現審查錯誤，同時由於設計員在設計數模時不能提前考慮到生產設備的生產能 力和加工過程，工藝員在工藝審查也無法模擬出具體的加工過程，也就不能確定設計數模 在生產過程中是否會出現幹涉現象，對設計數模的審查只能粗略進行，沒有精確性，對後期 的生產周期將產生嚴重的影響；設計數模審查完成後工藝人員需要從三維數模中手動提取 設計數據並加以修改形成生產用數據，操作工人需要將生產用數據手動輸入彎管機中進行 導管彎曲成型，這一系列數據轉換和輸入過程中如果出現一點錯誤，將直接導致最終的產 品的報廢，從而影響飛機的製造質量和生產周期。
【發明內容】
[0004] 針對現有技術的不足，本發明要解決的問題是提供一種導管加工數據的快速獲 取方法，該方法完成導管加工數據獲取的知識化、規範化、標準化，提髙了導管加工數據獲 取效率，從而縮短了飛機製造工藝準備周期。飛機新型號研製周期短，要求生產準備周期 短，飛機導管加工數據的生成是生產準備的一部分，該發明的目的是提出一套快速獲取飛 機導管加工信息的方法，通過該方法可以在任何CAD環境下開發出相應的軟體，在飛機導 管生產準備過程中使用該方法的軟體可以實現導管加工信息的快速生成。
[0005] 本發明的目的是通過下述技術方案實現的：
[0006] -種飛機導管加工文件快速生成方法，其特徵在於：該方法的總流程為：1)提取 導管PRB數據；2)添加工藝餘量；3)計算加工信息關鍵點坐標；4)基於知識的工藝審查；5) 幹涉仿真；6)生成加工文件。
[0007] 所述的步驟1)導管PRB數據提取，包含（1)獲取構成導管中心線的幾何元素；(2) 計算PRB數據；其中：
[0008] 所述的（1)獲取構成導管中心線的幾何元素，即根據零件的結構樹信息，通過特 徵識別的方式，依次篩選出點、線、圓弧並存儲；
[0009] 所述的（2)計算PRB數據，其中P為軸向伸長量，是指導管沿彎管機進給軸的方向 向床身外部伸長；R為旋轉角度，是指彎管繞其自身中心線旋轉的角度；B為彎曲角度，是指 彎曲模將彎管夾緊並使其繞彎曲中心旋轉，使彎管產生塑性變形形成一彎曲段，其彎曲數 值即為彎曲角度B;計算方法為：首先計算P值，上述（1)中篩選出的線數據，即為導管的各 段軸向伸長量，直接賦值即可；然後計算R值，根據上述（1)中篩選出的線數據，每兩個相鄰 的線段構成平面，每兩個相鄰平面的夾角即為R:
[0010] P - F τρυ (L1； L2)
[0011] R = F Λ? ^ι> ^2)
[0012] 其中，P為相鄰線段構成的平面，u和L2為相鄰線段，R為旋轉角度，Pi和P 2為線 段構成的相鄰平面；
[0013] 最後計算彎曲角度B，根據上述（1)中篩選出的線數據，依次計算相鄰線段之間的 夾角，即得到彎曲角度B;
[0014] B = F 角度（L" L2)
[0015] 其中，B為彎曲角度，Li和L2為相鄰線段。
[0016] 所述的步驟2)添加工藝餘量，包括以下內容：（1)判斷標準件類型；（2)查詢餘量 資料庫，得到餘量值；（3)確認標準件連接位置；其中：
[0017] 所述的（1)判斷標準件類型，即將需要添加餘量的標準件號存儲在資料庫中，同 時可擴展，當獲取到連接導管的標準件號時，與資料庫中的標準件號進行比對，判斷其是否 需要添加餘量；
[0018] 所述的（2)查詢餘量資料庫，其具體方法為：獲取零件結構樹中記錄的材料信息， 根據材料信息，可從餘量資料庫中對應出餘量值；
[0019] 所述的（3)確認標準件連接位置，其具體方法為：根據所述（1)，當判斷出需要添 加餘量時，首先確定需要添加餘量的標準件的個數，如果個數為2,則在導管的兩端各添加 相應餘量值；若個數為1，則需獲取導管中心線的拓撲端點，分別為起點P s和終點PE，分別 計算這兩點到標準件中心的最小距離Ds，De，如果Ds〈De，則認為標準件連接的是導管的起 點，在起點處添加餘量值；否則認為標準件連接的是導管的終點，在終點處添加餘量值。
[0020] 所述的步驟3)加工信息關鍵點坐標計算，其具體方法為：在生成加工文件時，需 要導管的端點坐標和相鄰軸向伸長量L延長線的交點坐標，即關鍵點坐標。端點坐標可通 過篩選點集中的首末點獲得；關鍵點坐標的計算方法為：
[0021] 已知PU1和PU2為線段U的端點，和1\22為線段L 2的端點，PU1的空間坐標為 (Xp Yp Zi)，PU2的空間坐標為（X2, Y2, Z2)，的空間坐標為（X3, Y3, Z3)，Ρ?22的空間坐標為 (Χ4, Υ4, Ζ4)，設交點Α1的坐標為（X，Υ，Ζ)，則有：
[0022]
【權利要求】
1. 一種飛機導管加工文件快速生成方法，其特徵在於：包括以下步驟：1)提取導管PRB 數據；2)添加工藝餘量；3)計算加工信息關鍵點坐標；4)基於知識的工藝審查；5)幹涉仿 真；6)生成加工文件。
2. 根據權利要求1所述的一種飛機導管加工文件快速生成方法，其特徵在於：所述的 步驟1)導管PRB數據提取，包含（1)獲取構成導管中心線的幾何元素；（2)計算PRB數據； 其中： 所述的（1)獲取構成導管中心線的幾何元素，即根據零件的結構樹信息，通過特徵識 別的方式，依次篩選出點、線、圓弧並存儲； 所述的⑵計算PRB數據，其中P為軸向伸長量，是指導管沿彎管機進給軸的方向向床 身外部伸長；R為旋轉角度，是指彎管繞其自身中心線旋轉的角度；B為彎曲角度，是指彎曲 模將彎管夾緊並使其繞彎曲中心旋轉，使彎管產生塑性變形形成一彎曲段，其彎曲數值即 為彎曲角度B ;計算方法為：首先計算P值，上述（1)中篩選出的線數據，即為導管的各段軸 向伸長量，直接賦值即可；然後計算R值，根據上述（1)中篩選出的線數據，每兩個相鄰的線 段構成平面，每兩個相鄰平面的夾角即為R: P = F平面（U, L2) R = F角度(Pi, P2) 其中，P為相鄰線段構成的平面，U和L2為相鄰線段，R為旋轉角度，Pi和P2為線段構 成的相鄰平面； 最後計算彎曲角度B，根據上述（1)中篩選出的線數據，依次計算相鄰線段之間的夾 角，即得到彎曲角度B; B = F角度（L" L2) 其中，B為彎曲角度，U和L2為相鄰線段。
3. 根據權利要求1所述的一種飛機導管加工文件快速生成方法，其特徵在於：所述的 步驟2)添加工藝餘量，包括以下內容：⑴判斷標準件類型；（2)查詢餘量資料庫，得到餘 量值；（3)確認標準件連接位置；其中： 所述的（1)判斷標準件類型，即將需要添加餘量的標準件號存儲在資料庫中，同時可 擴展，當獲取到連接導管的標準件號時，與資料庫中的標準件號進行比對，判斷其是否需要 添加餘量； 所述的（2)查詢餘量資料庫，其具體方法為：獲取零件結構樹中記錄的材料信息，根據 材料信息，可從餘量資料庫中對應出餘量值； 所述的（3)確認標準件連接位置，其具體方法為：根據所述（1)，當判斷出需要添加餘 量時，首先確定需要添加餘量的標準件的個數，如果個數為2,則在導管的兩端各添加相應 餘量值；若個數為1，則需獲取導管中心線的拓撲端點，分別為起點P s和終點PE，分別計算 這兩點到標準件中心的最小距離Ds，De，如果Ds〈De，則認為標準件連接的是導管的起點， 在起點處添加餘量值；否則認為標準件連接的是導管的終點，在終點處添加餘量值。
4. 根據權利要求1所述的一種飛機導管加工文件快速生成方法，其特徵在於：所述的 步驟3)加工信息關鍵點坐標計算，其具體方法為：在生成加工文件時，需要導管的端點坐 標和相鄰軸向伸長量L延長線的交點坐標，即關鍵點坐標。端點坐標可通過篩選點集中的 首末點獲得；關鍵點坐標的計算方法為： 已知PU1和PU2為線段U的端點，和ι\22為線段l2的端點，p m的空間坐標為 (Xp Yp Zi)，PU2的空間坐標為（X2, Y2, Z2)，的空間坐標為（X3, Y3, Z3)，Ρ?22的空間坐標為 (Χ4, Υ4, Ζ4)，設交點Α1的坐標為（X，Υ，Ζ)，則有：
可推出
以此類推,可求出每一個關鍵點坐標。
5. 根據權利要求1所述的一種飛機導管加工文件快速生成方法，其特徵在於：所述的 步驟4)基於知識的工藝審查，其過程是首先創建基於知識的工藝審查模板，然後進行自動 審查，最後對不合格品出具審查報告；檢查的數據信息有：
通過上述數據之間的運算關係，來檢查設計數據是否滿足加工實際情況。
6. 根據權利要求1所述的一種飛機導管加工文件快速生成方法，其特徵在於：所述的 步驟5)幹涉仿真的主要內容為：將完成工藝審查的導管進行幹涉仿真，首先將工具機進行 1:1建模，工具機各部分使用不同顏色區分，根據PRB數據自動計算出導管的理論下料長度， 導管在進行加工仿真時依據的是PRB數據構成的彎曲軌跡，根據仿真的步長，依次描繪出 每一步導管的形態，在實際進行仿真時依次實例化軌跡，導管動態造型。對彎曲過程進行三 維圖式動態演示，同時對幹涉部位標以特殊顏色用以告知用戶具體幹涉區域。出現幹涉時， 系統自動分析是否可通過反轉空間轉角或轉換彎曲起始端頭來完成彎曲，重新進行仿真， 並對重新仿真通過的導管數據進行保存。
7. 根據權利要求1所述的一種飛機導管加工文件快速生成方法，其特徵在於：所述的 步驟6)加工文件生成的主要內容為：按照FIF的格式，獲取導管的圖號、管外徑、彎曲半徑 後，結合上述獲得的PRB數據和加工關鍵點數據，加入對應的機器指令，即可生成加工文件 FIF。
【文檔編號】G05B13/04GK104216283SQ201410264583
【公開日】2014年12月17日 申請日期:2014年6月13日 優先權日:2014年6月13日
【發明者】魯冰, 趙宇乾, 胡燁, 白雪山, 孫進 申請人:瀋陽飛機工業（集團）有限公司