[发明专利]大型复杂零件加工操作的快速查找定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机辅助制造技术，尤其是一种飞机复杂结构件加工操作快速查找定位方法，具体地说是一种利用数学盒子实现大型复杂零件加工操作的快速查找定位方法。

背景技术

目前，随着市场对产品性能及制造成本的要求不断提高，零件结构正向着大型化、复杂化发展，导致了零件加工工艺日益复杂，一个零件的加工常常包含成百上千个加工操作，这些加工操作的类型各异，分布在不同的工序及工序下面，查找指定局部位置的加工轨迹难度非常大，在进行编程及程序完善或优化时，目前只能通过手动鼠标粗略浏览所有的加工操作，通过观察模型上相应部位是否有刀轨出现的迹象来查找该部位的加工操作，查找效率极低，且工作量大，实际生产中具体相现状如下：

大型复杂结构件的数控编程中，一个加工特征内会存在多个加工操作，由于工艺员在编制局部程序的过程中无法准确的判断当前位置的加工状态，所以需要查看与该局部位置相关的已经存在的加工操作的走刀轨迹情况，由于零件尺寸大、结构复杂，一个加工文件中会存在多个工序，每个工序又包含数个工步，各个工步具体会包含几百甚至至上千个加工操作，即使是确定了要查看位置的加工操作存在于某个工步，在查找过程中仍然需要人工遍历该工步下的所有加工操作，工作量极大，效率低下；另一方面考虑到在程序编制完成，通过仿真校对程序的过程中当发现过切或者欠切部位的时候，工艺员往往需要从仿真系统切换回CAM系统，在大量的加工操作中找到引起上述加工质量问题对应的加工操作，人工查找过程效率低，工作量大，且对于存在多个加工操作的局部部位，由于缺乏局部位置的全局刀轨视图，进行程序修改时常常产生张冠李戴的现象，仿真必然继续出错，同时可能产生新的问题。

目前在主流的商品化CAM软件中，如CATIA、NX，加工操作的查找主要通过人工指向每一个加工操作，观察该加工操作的轨迹是否落在需要查找的位置，这种方法的效率很低，并且容易发生遗漏。李迎光等人申请了专利“一种加工特征与加工操作快速定位与对应方法”，其通过匹配用户选取的模型几何与加工操作中包含的驱动几何信息，达到查找定位加工操作的目的。但该方法的不足之处在于：（1）不同的加工操作有着不同类型的加工驱动几何，如有的采用线驱动，有的是面驱动，甚至还有点驱动，在查找操作之前首先需要确定选择哪种类型的几何信息，对使用者要求较高；（2）针对实际生产中，很多加工操作中的驱动几何是人为创建的点、线、面，因此从模型中往往不能找到与之匹配的几何元素，制约了该方法的通用性。

发明内容

本发明的目的是针对目前在对大型复杂零件数控加工（编程）过程中加工操作所处位置定位困难、费时费力还容易出错的问题，发明一种基于数学盒子的大型复杂零件加工操作的快速查找定位方法。

本发明的技术方案是：

一种大型复杂零件加工操作的快速查找定位方法，其特征是它包括以下步骤：

步骤1：在CAM环境下打开零件工艺模型，所述的零件工艺模型包含零件几何模型，加工坐标系、机床、刀具信息以及零件加工操作的模型；

步骤2：从零件模型上点选需要查看其加工轨迹的几何面F；

步骤3：若F是平面，则直接将其当成参考平面RF；若F是曲面，则采用最小二乘法通过边界点列表将其拟合成参考平面RF；

步骤4：构造参考平面RF局部坐标系PS；

步骤5：获取参考平面RF在局部坐标系PS中的两点P_A1（x₁,y₁,z₁）与P_A2(x₂，y₂,z₂)，其中x₁,y₁,z₁分别为参考平面RF在PS坐标系中X、Y、Z三个方向上最小值，x₂,y₂,z₂分别为在PS坐标系中X、Y、Z三个方向上最大值；

步骤6：设定三维数学盒子搜索空间V的高度并构建出搜索空间V；

步骤7：提取零件加工文件中所有加工操作以及每个加工操作包含的所有刀位点列表PRL；

步骤8：循环遍历零件工艺模型中所有的加工操作，将刀位点落在数学盒子搜索空间V内的加工操作记录下来，并记录该加工操作所在的工序、工步信息；

步骤9：用户根据需要，从得到的加工操作列表中选择需要的加工操作。

所述的采用最小二乘法拟合参考平面RF的具体步骤如下：