CN103678799A

CN103678799A - 一种弯边钣金件斜角值快速测量标定方法

Info

Publication number: CN103678799A
Application number: CN201310652651.4A
Authority: CN
Inventors: 夏建生; 廖文和; 沈建新
Original assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Current assignee: Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date: 2013-12-04
Filing date: 2013-12-04
Publication date: 2014-03-26

Abstract

本发明公开了一种弯边钣金件斜角值快速测量标定方法，根据角度变化达到所设定的度数时标出，通常取0.5°或1°。通过信息提取、角度变化疏密度判断、投影技术、三角形比例数据处理等方法求得角度，并将角度值在三维模型的标注出来。该方法实现钣金件斜角值快速添加，适用于所有的CAD通用软件，可以更加需要快速计算并标注斜角值，大大加快了斜角值标注和查找的设计速度和效率，同时将斜角值的工艺信息标注在三维模型中，改变二维标注与三维模型共存的局面，在提升设计速率和正确率的同时也更好地保证产品定义数据的唯一性。

Description

一种弯边钣金件斜角值快速测量标定方法

技术领域

本发明公开了一种弯边钣金件斜角值快速测量标定方法，涉及机械行业钣金件CAD设计领域，具体是一种钣金件斜角变化值的快速测量与标定方法。

背景技术

在飞机的框、肋、隔板、梁等一些平面组合件中存在很多弯边类零件，为满足飞机模线加工车间及零件制造部门的需求，工艺员在理论模线设计时，必须要在模线上标注上弯边外形面角度，计算出沿各框、肋或切面上的斜角。

目前的斜角值的计算主要是由设计人员手工完成添加，过程繁琐、效率低下、准确性差，直接影响新机研制周期。针对以上问题以及目前企业中所采用三维CAD软件为保证其通用性所造成的针对性相对不足的问题，本发明利用参数化建模、投影方法、斜角值变化疏密度判断计算方法、三维信息标注技术等，根据设计者的需求快速生成并标注斜角值。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：针对现有技术的缺陷，提供一种弯边钣金件斜角值快速测量标定方法。

本发明为解决上述技术问题采用以下技术方案：

一种弯边钣金件斜角值快速测量标定方法，具体步骤如下：

（1）获取钣金件边缘曲线，以边缘曲线为钣金件参考线L_参，L_参的长度为：

其中，l_i为直线段长度，p_i为曲线段长度，i=1,2,…,n，n为自然数；

（2）利用钣金件两条边的边缘性和参考曲面的拓扑关系进行曲率延伸，得到曲率延伸面，将曲率延伸面相交，得到相交线L_交

（3）在参考线L_参上按比例划分出等分点P_i

P_i＝f(R_i,N,i,L)

其中，R_i为每个点所在的位置比率，具体为

N为等分点的数量；

（4）过每个等分点P_i做分别投影到底平面的点P_面i和投影到相交线上的点P_线i，分别求得连接P_iP_面i的线段长度L_直i，以及连接P_iP_线i的线段长度L_斜i，利用投影关系和辅助三角形边长比例数据求出斜角值a_i：

（5）以90°角作为标准参考并结合斜角值a_i进行角度变化疏密度判断，判断规具体如下：

计算斜角值a_i与标准参考的角度差：X=a_i-90°，当X为设定阈值的整数倍时，输出斜角值a_i；

进一步判断相邻两点之间的斜角值变化值a_i-a_i-1是否达到设定阈值的2倍以上，如果达到，则在上述相邻两点之间的区间内增加等分点，计算增加的等分点所对应的斜角值，并对这些斜角值按照步骤（5）进行判断；

（6）利用三维信息标注技术对计算得出的角度值进行标注。

作为本发明的进一步优选方案，所述步骤（3）中，等分点的数量N大于500。

作为本发明的进一步优选方案，所述步骤（5）中，增加的等分点的数量大于200。

本发明采用以上技术方案与现有技术相比，具有以下技术效果：本发明可以更加需要快速计算并标注斜角值，大大加快了斜角值标注和查找的设计速度和效率，同时将斜角值的工艺信息标注在三维模型中，改变二维标注与三维模型共存的局面，在提升设计速率和正确率的同时也更好地保证产品定义数据的唯一性。

附图说明

图1是钣金件斜角值计算流程图。

图2是斜角值标注示意图。

图3是参考线进行N等分，求N个等分点的示意图。

图4是外形交叉线求法示意图。

图5是斜角值计算原理示意图。

图6是斜角值查找流程图。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明的技术方案做进一步的详细说明：

本发明的目的是提供一种快速生产弯边钣金件斜角值的快速标注方法，根据角度变化达到所规定的的度数（通常为0.5°或1°）时标出。通过信息提取、角度变化疏密度判断、投影技术、三角形比例数据处理等方法求得角度，并将角度值在三维模型的标注出来。该方法实现钣金件斜角值快速添加，适用于所有的CAD通用软件。

具体的设计流程图如图1所示，根据设计者的根据弯边钣金件的结构，按照要求自动计算查找零件的角度变化值，并在相应的位置标注出来，斜角值标注示意图如图2所示。

具体设计步骤如下：

（1）外形交叉线的获取

当存在钣金件存在圆角或倒角的时候，需要获取两个平面的交线，如图4所示。通常的做法是去除圆角和倒角，找出相交线。然而往往由于模型信息的完整程度不够，有部分残缺，CAD软件往往不能删除圆角和倒角。因此，采用获取边缘性和参考曲面的拓扑关系进行曲率延伸，得到曲率延伸面，将2个曲率延伸面相交即可获得相交线。

获得边缘线自动点选获取，曲率延伸面则按照G₃方式（两个对象在共同点处曲率连续，即三阶导数连续）进行延伸。总的外形交叉线L_交为每段交叉线进行求和，满足：

式中：l_i为第i段交叉线。

（2）参考线的获取及等分点N的确定

如图3所示，首先根据钣金件的边界信息，确定钣金件与耳片上其中一条边相连接的参考线L_参的位置。由于参考线可能由多条线段组成，因此曲线的总长满足：

式中：l_i为直线段长度，p_i为曲线段长度。

其中钣金件边界线段通过鼠标拾取获取，等分点个数通过输入得到，曲线根据长度比例自动进行划分。

N个等分点Pi在参考线L_参上满足：

P_i＝f(R_i,N,i,L)

式中：i为变量，i=1,2,…,n，n为自然数；R_i为每个点所在的位置比率，具体为

（3）投影点三角形法求斜角

如图5所示，过每点P_i做投影到底平面的点P_面i和相交线上的点P_线i。过点P_i在平面Q_i的投影点P_面i的方法：求得平面Q_i的法向量F_i，过点P_i且方向为F_i的直线方程Ax+By+C=0，其中A、B、C为方程的系数；将直线方程与Q_i的平面方程，即三元一次方程Dx+Ey+Fz+G=0联立，其中D、E、F、G为方程的系数，解一个三元一次方程组可得投影点P_面i坐标。用类似的方法求得P_i在相交线L_i的投影点P_线i。

分别求得连接P_iP_线i和P_iP_线i的线段L_直i和L_斜i的长度。

空间两点间的距离求法满足：

L = \sqrt{{(x_{1} - x_{2})}^{2} + {(y_{1} - y_{2})}^{2} + {(z_{1} - z_{2})}^{2}}

式中：（x₁，y₁，z₁），（x₂，y₂，z₂）分别为空间任意两点在笛卡尔三维空间的坐标值。

斜角值的求法为：

（4）斜角值帅选法及正负角度的判断

以90°角作为标准参考并结合斜角值a_i进行角度变化疏密度判断，判断规具体如下：

计算斜角值a_i与标准参考的角度差：X=a_i-90°，当X为设定阈值的整数倍时，输出斜角值a_i；进一步判断相邻两点之间的斜角值变化值a_i-a_i-1是否达到设定阈值的2倍以上，如果达到，则在上述相邻两点之间的区间内增加等分点，计算增加的等分点所对应的斜角值，并对这些斜角值重复按照上述步骤进行判断；具体的流程参照图6所示。

上面结合附图对本发明的实施方式作了详细说明，但是本发明并不限于上述实施方式，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下做出各种变化。

Claims

1.一种弯边钣金件斜角值快速测量标定方法，其特征在于，具体步骤如下：

步骤（1）获取钣金件边缘曲线，以边缘曲线为钣金件参考线L_参，L_参的长度为：

步骤（2）利用钣金件两条边的边缘性和参考曲面的拓扑关系进行曲率延伸，得到曲率延伸面，将曲率延伸面相交，得到相交线L_交

步骤（3）在参考线L_参上按比例划分出等分点P_i

P_i＝f(R_i,N,i,L)

其中，R_i为每个点所在的位置比率，具体为N为等分点的数量；

步骤（4）过每个等分点P_i做分别投影到底平面的点P_面i和投影到相交线上的点P_线i，分别求得连接P_iP_面i的线段长度L_直i，以及连接P_iP_线i的线段长度L_斜i，利用投影关系和辅助三角形边长比例数据求出斜角值a_i：

步骤（5）以90°角作为标准参考并结合斜角值a_i进行角度变化疏密度判断，判断规具体如下：

步骤（6）利用三维信息标注技术对计算得出的角度值进行标注。

2.如权利要求1所述的一种弯边钣金件斜角值快速测量标定方法，其特征在于：所述步骤（3）中，等分点的数量N大于500。

3.如权利要求1所述的一种弯边钣金件斜角值快速测量标定方法，其特征在于：所述步骤（5）中，增加的等分点的数量大于200。