[发明专利]飞机复杂结构件快速数控加工工艺系统

说明书

技术领域

本发明涉及的是一种计算机应用技术领域的系统，具体是一种飞机复杂结构件快速数控加工工艺系统。

背景技术

高效数控加工技术是数控加工领域的发展趋势，是继高速切削、高速加工之后悄然兴起的新技术。该技术充分利用数控机床自身的硬件条件，融合各种先进数控工艺技术和管理理念，在保证产品质量的前提下实现产品生产效率最大化的数控技术的总和。其本质是提高工艺准备效率和数控机床综合利用率，实现产品加工质量与产品产出效率的有机统一。在飞机复杂结构件的数控编程中，前期工艺程编准备周期较长，且编程质量依赖于编程人员的个人技术水平和经验进行数控编程。编程过程中加工特征的选取、加工方法的选择有较大的随意性，无法进行有效规范，更无法进行精细管理和优化，这样既浪费时间又不能得到最优化的结果。因此，基于高效数控加工技术的飞机复杂结构件快速数控编程系统在计算机辅助制造应用中有着重要意义，具有较高的应用价值和发展潜力。

目前影响飞机复杂结构件数控加工效率的技术瓶颈从之前的数控设备能力不足逐渐转变为数控工艺程编效率低下。结构件的数控加工为典型的小批量、多品种产品，在现有的数控编程技术中，将不同结构件分配给不同编程人员，致使不同结构件中相同或相似的结构加工方式不同，这种加工方式存在以下一些问题：

1、刀具路径规划通常需要大量的人工干预和反复验证。

2、已有的资源无法及时共享，编程效率低。

3、无法规范化编程并将好的加工方式传承下去等。

飞机设计制造过程中由于性能上的需求而广泛采用了整体结构件，具有结构尺寸大、理论外形复杂、设备能力要求高等特点，导致飞机复杂结构件数控工艺程编准备周期过长所以需要对工艺程编技术进行技术革新，提高工艺程编的效率和质量。

飞机结构件尺寸逐渐增大，零件结构日趋复杂，几何精度不断提高，采用的材料也逐渐从过去的以铝合金为主变为铝合金和钛合金并重的局面，其加工难度、工艺程编工作量和质量控制难度大幅增加。

基于特征的工艺编程，一体化程度高，工艺、程编、后置、控制系统、机床、仿真有效统一在CAD/CAM/PDM集成平台下，集成度高，工艺准备效率高，设计、制造资源与工艺资源形成统一的基础数据库，使用单一的数据源，自动化程度高，工艺程编流程简洁有效。本发明针对航空领域飞机复杂结构件(壁板类、框类、梁类、肋类)编程效率低这一突出问题，提出基于特征的飞机复杂结构件快速编程技术，有助于提高编程效率，形成加工编程数据库和工艺规范。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提供一种飞机复杂结构件快速数控加工工艺系统，针对航空领域中飞机复杂结构件壁板类、框类、梁类、肋类等关键零件的数控加工，开发复杂曲面零件多轴数控加工的编程平台，形成加工编程数据库和工艺规范。

本发明是通过以下技术方案实现的，本发明所述飞机复杂结构件快速数控加工工艺系统包括数据库建立与维护子系统和数控工艺生成子系统。其中：

数据库建立与维护子系统完成飞机复杂结构件典型特征数控编程策略组合及参数设定，以及策略组合与参数之间关系的匹配，即确定完成特征数控编程需要的几何参数，完成知识模板的创建；按数控编程策略组合和参数方式完成特征的数控编程，系统会自动把操作中的策略组合和参数方式录入数据库；将加工策略与几何参数进行匹配，通过系统提供的NC模板创建软件将几何参数和加工策略组合及参数保存起来，形成该特征的NC模板，并保存至数据库中；

数控工艺生成子系统通过调用数据库资源，自动完成典型特征的数控编程。

所述特征数据库建立与维护子系统是数控加工工艺生成子系统快速高效运行的前提，主要包括以下模块：

工艺准备模块：包括特征定义单元和工艺制定单元。其中，特征定义单元将使用频率高、应用普遍的局部结构定义为特征。工艺制定单元为结合已有的加工经验与方法，确定最优化的数控工艺方案，包括数控编程策略组合及刀具参数、几何参数、刀具路径参数、进给速度参数、进退刀参数、切削用量参数。