CN102591261A - 大型机翼部件柔性制孔的多层次数控编程方法 - Google Patents

大型机翼部件柔性制孔的多层次数控编程方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种大型机翼部件柔性制孔的多层次数控编程方法，包括如下步骤：1）零件和毛坯文件的读入；2）缺失特征的添加，即在数字化模型中生成所需的孔位信息；3）在机床参数库和刀具参数库中提取相关信息，进行加工预备参数的定义，即机床参数设置、加工坐标系的设置和其他辅助参数设置；4）在工艺参数库和切削参数库中提取相关信息，进行几何特征的识别与相关参数设置，即加工路径规划和参数设置；5）在工艺知识库中提取相关信息，进行刀具轨迹的生成与仿真验证；6）刀具轨迹文件的生成；7）后置处理。该系统用于机翼柔性制孔过程中，一次性完成蒙皮与肋骨的钻孔、锪窝编程工作，有效的提高了编程效率，同时提高了工艺孔的位置精度。

Description

大型机翼部件柔性制孔的多层次数控编程方法
技术领域
本发明涉及一种大型机翼部件柔性制孔的多层次数控编程方法，用于飞机机翼柔性装配的离线编程系统。
背景技术
在大型蒙皮零件装配中，对制孔这一关键工序的要求更精、更严，而我国的装配方法还停留在手工制孔的阶段。通常，大型蒙皮零部件装配是将蒙皮与骨架一同钻孔，并将蒙皮铆接在骨架上的过程，骨架上需要钻孔的部位主要是肋骨，在传统的装配过程中，送往装配的肋骨已使用钻模定位手工制出底孔，之后，与蒙皮配合后通过反透制出蒙皮上的底孔。最后，肋骨与蒙皮共同进行扩孔、绞孔，生成铆接使用的工艺孔，该工艺过程分四个步骤完成，均为密集的人力劳动，耗时多，劳动强度大，且手工制孔质量较差。  
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种大型机翼部件柔性制孔的多层次数控编程方法，该系统用于机翼柔性制孔过程中，一次性完成蒙皮与肋骨的钻孔、锪窝编程工作，有效的提高了编程效率，同时提高了工艺孔的位置精度。
为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种大型机翼部件柔性制孔的多层次数控编程方法，包括如下步骤：
1）零件和毛坯文件的读入；
2）缺失特征的添加，即在数字化模型中生成所需的孔位信息；
3）在机床参数库和刀具参数库中提取相关信息，进行加工预备参数的定义，即机床参数设置、加工坐标系的设置和其他辅助参数设置；
4）在工艺参数库和切削参数库中提取相关信息，进行几何特征的识别与相关参数设置，即加工路径规划和参数设置；
5）在工艺知识库中提取相关信息，进行刀具轨迹的生成与仿真验证；
6）刀具轨迹文件的生成；
7）后置处理。
所述的几何特征的识别与相关参数设置中的参数设置是将程序结构分为三个层次，即整体结构层、单肋制孔层和单孔制孔层；整体结构层中设置控制机床运行的基本参数设置与各肋骨的加工顺序等信息；单肋制孔层中，先导入规划好的单肋路径，并根据制孔的要求，选择制孔过程中所需涉及的辅助设备；单孔制孔层中，根据制孔参数库中的参数，设置进给率、转速、制孔深度等与制孔直接相关的制孔参数。
该大型机翼部件柔性制孔的多层次数控编程方法采用上述步骤，实现CAD/CAM/CNC系统之间的数据共享和集成，准确高效地产生易于优化、更改的NC程序，减少生产投入和准备时间，提高加工和装配效率，极大提高了大型机翼部件柔性制孔过程中数控程序的编制效率。
附图说明
图1为大型机翼部件柔性制孔的多层次数控编程方法流程图。
具体实施方式
一种大型机翼部件柔性制孔的多层次数控编程方法，其特征在于包括如下步骤：
1）零件和毛坯文件的读入：通过商用CAD软件，添加所需进行编程操作的飞机机翼部件数字化模型及其毛坯模型；
2）缺失特征的添加：所导入的机翼零件模型通常并不包括编程所需进行识别的制孔的孔位特征，需要针对CAD软件采用二次开发的手段，在数字化模型中，生成所需的孔位信息；
3）在机床参数库和刀具参数库中提取相关信息，进行加工预备参数的定义：所述的加工预备参数的定义包括：机床参数设置、加工坐标系的设置和其他辅助参数设置，其各自独立完成各自的任务；通过对CAD系统的二次开发，添加各类相关参数的设置功能，其中机床参数设置主要包括设置刀具补偿、选择工作面等一般性数控参数的设置工作，加工坐标系的设置主要为工件零件的选择，其他辅助参数设置主要包括：单位选择、正转反转等基本工作的完成；
4）在工艺参数库和切削参数库中提取相关信息，进行几何特征的识别与相关参数设置：通过对CAD系统的二次开发，添加几何特征的识别和相关参数设置功能，几何特征的识别主要指根据步骤1中所导入的产品数字化模型，识别根据步骤2中所添加孔特征信息，并在此基础上进行识别与路径规划，路径规划主要为每个肋条为一单独的规划单元，其间的路径形式包括最短路径形式与从中间向两段发散两种形式。
相关参数的设置包括各个程序内的参数设置工作。在整体结构层表达数控程序的整体结构，包含了数控加工过程中加工预备参数的定义、各个基本设置单元与机翼肋骨制孔过程的制孔顺序，完成制孔过程的整体工艺规划，为保证机床能够进行正确的加工，在数控程序开始部分对基本的参数进行设置，主要包括设置工件零点，加工平面选择和主轴旋转方向等，在整体结构层能够方便的添加这些代码，之后，将机翼各个肋骨的加工顺序与相关操作，加入到程序结构中去。
单肋制孔层以每个肋骨作为基本的加工单元对加工过程进行编制，并对单肋制孔的路径进行规划，在最终生成的数控程序中，单肋制孔过程最终表现为能够独立完成机翼装配过程中某肋骨制孔任务的程序段，是柔性制孔过程中最基本的一个加工单元。
单孔制孔层是柔性制孔过程中的最基本环节，作为一个用户自定义的子程序循环存储在数控系统中，在单孔制孔的编程过程中，根据制孔方式的不同，以所需控制的数控系统的制孔循环为基础，添加相应辅助功能的代码，并自动生成柔性制孔所需的制孔循环，使用程序循环的形式表示单孔加工过程为制孔工艺的改变提供了较大的便利，工艺人员可以根据工艺的需求在不改变主程序的情况下，生成多个制孔程序段，以复合不同的制孔需求。
5）在工艺知识库中提取相关信息，进行刀具轨迹的生成与仿真验证：导轨的生成与仿真验证是指在CAD模型生成加工过程的刀具轨迹。
6）刀具轨迹文件的生成：利用CAD系统中生成具有通用格式的数控刀具轨迹文件。
7）后置处理：针对某些常用型号的机床，可采用其自带的后置处理软件，针对特殊机床，可采用软件开发的形式实现后置处理功能。

Claims (2)

1.一种大型机翼部件柔性制孔的多层次数控编程方法，其特征在于包括如下步骤：
零件和毛坯文件的读入；
缺失特征的添加，即在数字化模型中生成所需的孔位信息；
在机床参数库和刀具参数库中提取相关信息，进行加工预备参数的定义，即机床参数设置、加工坐标系的设置和其他辅助参数设置；
在工艺参数库和切削参数库中提取相关信息，进行几何特征的识别与相关参数设置，即加工路径规划和参数设置；
在工艺知识库中提取相关信息，进行刀具轨迹的生成与仿真验证；
刀具轨迹文件的生成；
后置处理。
2.如权利要求1所述的大型机翼部件柔性制孔的多层次数控编程方法，其特征在于：所述的几何特征的识别与相关参数设置中的参数设置是将程序结构分为三个层次，即整体结构层、单肋制孔层和单孔制孔层；整体结构层中设置控制机床运行的基本参数设置与各肋骨的加工顺序等信息；单肋制孔层中，先导入规划好的单肋路径，并根据制孔的要求，选择制孔过程中所需涉及的辅助设备；单孔制孔层中，根据制孔参数库中的参数，设置进给率、转速、制孔深度等与制孔直接相关的制孔参数。
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