專利名稱：大型機翼部件柔性制孔的多層次數控編程方法
技術領域：
本發明涉及一種大型機翼部件柔性制孔的多層次數控編程方法，用于飛機機翼柔性裝配的離線編程系統。
背景技術：
在大型蒙皮零件裝配中，對制孔這一關鍵工序的要求更精、更嚴，而我國的裝配方法還停留在手工制孔的階段。通常，大型蒙皮零部件裝配是將蒙皮與骨架一同鉆孔，并將蒙皮鉚接在骨架上的過程，骨架上需要鉆孔的部位主要是肋骨，在傳統的裝配過程中，送往裝配的肋骨已使用鉆模定位手工制出底孔，之后，與蒙皮配合后通過反透制出蒙皮上的底孔。 最后，肋骨與蒙皮共同進行擴孔、絞孔，生成鉚接使用的工藝孔，該工藝過程分四個步驟完成，均為密集的人力勞動，耗時多，勞動強度大，且手工制孔質量較差。
發明內容
本發明要解決的技術問題是提供一種大型機翼部件柔性制孔的多層次數控編程方法，該系統用于機翼柔性制孔過程中，一次性完成蒙皮與肋骨的鉆孔、锪窩編程工作，有效的提高了編程效率，同時提高了工藝孔的位置精度。為解決以上問題，本發明的具體技術方案如下一種大型機翼部件柔性制孔的多層次數控編程方法，包括如下步驟
1)零件和毛坯文件的讀入；
2)缺失特征的添加，即在數字化模型中生成所需的孔位信息；
3)在機床參數庫和刀具參數庫中提取相關信息，進行加工預備參數的定義，即機床參數設置、加工坐標系的設置和其他輔助參數設置；
4)在工藝參數庫和切削參數庫中提取相關信息，進行幾何特征的識別與相關參數設置，即加工路徑規劃和參數設置；
5)在工藝知識庫中提取相關信息，進行刀具軌跡的生成與仿真驗證；
6)刀具軌跡文件的生成；
7)后置處理。所述的幾何特征的識別與相關參數設置中的參數設置是將程序結構分為三個層次，即整體結構層、單肋制孔層和單孔制孔層；整體結構層中設置控制機床運行的基本參數設置與各肋骨的加工順序等信息；單肋制孔層中，先導入規劃好的單肋路徑，并根據制孔的要求，選擇制孔過程中所需涉及的輔助設備；單孔制孔層中，根據制孔參數庫中的參數，設置進給率、轉速、制孔深度等與制孔直接相關的制孔參數。該大型機翼部件柔性制孔的多層次數控編程方法采用上述步驟，實現CAD/CAM/ CNC系統之間的數據共享和集成，準確高效地產生易于優化、更改的NC程序，減少生產投入和準備時間，提高加工和裝配效率，極大提高了大型機翼部件柔性制孔過程中數控程序的編制效率。
圖I為大型機翼部件柔性制孔的多層次數控編程方法流程圖。
具體實施例方式一種大型機翼部件柔性制孔的多層次數控編程方法，其特征在于包括如下步驟
1)零件和毛坯文件的讀入通過商用CAD軟件，添加所需進行編程操作的飛機機翼部件數字化模型及其毛坯模型；
2)缺失特征的添加所導入的機翼零件模型通常并不包括編程所需進行識別的制孔的孔位特征，需要針對CAD軟件采用二次開發的手段，在數字化模型中，生成所需的孔位信
3)在機床參數庫和刀具參數庫中提取相關信息，進行加工預備參數的定義所述的加工預備參數的定義包括機床參數設置、加工坐標系的設置和其他輔助參數設置，其各自獨立完成各自的任務；通過對CAD系統的二次開發，添加各類相關參數的設置功能，其中機床參數設置主要包括設置刀具補償、選擇工作面等一般性數控參數的設置工作，加工坐標系的設置主要為工件零件的選擇，其他輔助參數設置主要包括單位選擇、正轉反轉等基本工作的完成；
4)在工藝參數庫和切削參數庫中提取相關信息，進行幾何特征的識別與相關參數設置通過對CAD系統的二次開發，添加幾何特征的識別和相關參數設置功能，幾何特征的識別主要指根據步驟I中所導入的產品數字化模型，識別根據步驟2中所添加孔特征信息，并在此基礎上進行識別與路徑規劃，路徑規劃主要為每個肋條為一單獨的規劃單元，其間的路徑形式包括最短路徑形式與從中間向兩段發散兩種形式。相關參數的設置包括各個程序內的參數設置工作。在整體結構層表達數控程序的整體結構，包含了數控加工過程中加工預備參數的定義、各個基本設置單元與機翼肋骨制孔過程的制孔順序，完成制孔過程的整體工藝規劃，為保證機床能夠進行正確的加工，在數控程序開始部分對基本的參數進行設置，主要包括設置工件零點，加工平面選擇和主軸旋轉方向等，在整體結構層能夠方便的添加這些代碼，之后，將機翼各個肋骨的加工順序與相關操作，加入到程序結構中去。單肋制孔層以每個肋骨作為基本的加工單元對加工過程進行編制，并對單肋制孔的路徑進行規劃，在最終生成的數控程序中，單肋制孔過程最終表現為能夠獨立完成機翼裝配過程中某肋骨制孔任務的程序段，是柔性制孔過程中最基本的一個加工單元。單孔制孔層是柔性制孔過程中的最基本環節，作為一個用戶自定義的子程序循環存儲在數控系統中，在單孔制孔的編程過程中，根據制孔方式的不同，以所需控制的數控系統的制孔循環為基礎，添加相應輔助功能的代碼，并自動生成柔性制孔所需的制孔循環，使用程序循環的形式表示單孔加工過程為制孔工藝的改變提供了較大的便利，工藝人員可以根據工藝的需求在不改變主程序的情況下，生成多個制孔程序段，以復合不同的制孔需求。5)在工藝知識庫中提取相關信息，進行刀具軌跡的生成與仿真驗證導軌的生成與仿真驗證是指在CAD模型生成加工過程的刀具軌跡。6)刀具軌跡文件的生成利用CAD系統中生成具有通用格式的數控刀具軌跡文件。7)后置處理針對某些常用型號的機床，可采用其自帶的后置處理軟件，針對特殊機床，可采用軟件開發的形式實現后置處理功能。
權利要求
1.一種大型機翼部件柔性制孔的多層次數控編程方法，其特征在于包括如下步驟零件和毛坯文件的讀入；缺失特征的添加，即在數字化模型中生成所需的孔位信息；在機床參數庫和刀具參數庫中提取相關信息，進行加工預備參數的定義，即機床參數設置、加工坐標系的設置和其他輔助參數設置；在工藝參數庫和切削參數庫中提取相關信息，進行幾何特征的識別與相關參數設置， 即加工路徑規劃和參數設置；在工藝知識庫中提取相關信息，進行刀具軌跡的生成與仿真驗證；刀具軌跡文件的生成；后置處理。
2.如權利要求I所述的大型機翼部件柔性制孔的多層次數控編程方法，其特征在于 所述的幾何特征的識別與相關參數設置中的參數設置是將程序結構分為三個層次，即整體結構層、單肋制孔層和單孔制孔層；整體結構層中設置控制機床運行的基本參數設置與各肋骨的加工順序等信息；單肋制孔層中，先導入規劃好的單肋路徑，并根據制孔的要求，選擇制孔過程中所需涉及的輔助設備；單孔制孔層中，根據制孔參數庫中的參數，設置進給率、轉速、制孔深度等與制孔直接相關的制孔參數。
全文摘要
本發明涉及一種大型機翼部件柔性制孔的多層次數控編程方法，包括如下步驟1)零件和毛坯文件的讀入；2)缺失特征的添加，即在數字化模型中生成所需的孔位信息；3)在機床參數庫和刀具參數庫中提取相關信息，進行加工預備參數的定義，即機床參數設置、加工坐標系的設置和其他輔助參數設置；4)在工藝參數庫和切削參數庫中提取相關信息，進行幾何特征的識別與相關參數設置，即加工路徑規劃和參數設置；5)在工藝知識庫中提取相關信息，進行刀具軌跡的生成與仿真驗證；6)刀具軌跡文件的生成；7)后置處理。該系統用于機翼柔性制孔過程中，一次性完成蒙皮與肋骨的鉆孔、锪窩編程工作，有效的提高了編程效率，同時提高了工藝孔的位置精度。
文檔編號G05B19/4097GK102591261SQ20121007794
公開日2012年7月18日 申請日期2012年3月22日 優先權日2012年3月22日
發明者馮子明, 歐陽 申請人:沈陽飛機工業(集團)有限公司