CN104636559B

CN104636559B - 一种利用三维检验模型对飞机零件进行检验的方法

Info

Publication number: CN104636559B
Application number: CN201510072634.2A
Authority: CN
Inventors: 刘闯; 王兵; 王俊彪; 路骐安
Original assignee: Northwestern Polytechnical University
Current assignee: Northwestern Polytechnical University
Priority date: 2015-02-11
Filing date: 2015-02-11
Publication date: 2017-08-11
Anticipated expiration: 2035-02-11
Also published as: CN104636559A

Abstract

本发明提出一种利用三维检验模型对飞机零件进行检验的方法，通过对零件几何特征进行快速尺寸标注，按尺寸标注特征类型进行属性名称创建并一次性创建全部检验特性编号，并根据检验要求对其中的尺寸标注特征属性名称进行补充定义及检验特性编号进行删除，通过选择其中的一个尺寸标注特征获取全部检验特性编号、尺寸标注特征属性名称、尺寸信息，最终将全部的尺寸标注特征和检验特性编号特征等信息以xml文件的形式进行导出，xml文件用于生成检验计划，改变了传统上由三维设计模型信息生成二维图纸上的检验信息并进一步生成检验计划的模式，实现了结合三维检验模型和检验计划进行飞机零件检验，减少了零件检验计划制定的工作量，提高了检验工作的可靠性。

Description

一种利用三维检验模型对飞机零件进行检验的方法

技术领域

本发明属于飞机制造技术领域，具体涉及一种利用三维检验模型对飞机零件进行检验的方法。

背景技术

飞机零件结构的控型工艺各不相同，但检验是必不可少的内容之一。国内飞机制造企业在飞机检验方法上均采用常规和数控测量的方式进行检验，根据检验精度和难度对常规难以测量的特性进行数控测量。现阶段飞机研制实现了以三维模型为核心的数字化设计制造，但是在产品设计制造过程中创建的只是产品几何数模，尚未创建适用于产品检验的数字化模型，在检验过程中主要采用CATIA绘制二维工程图+三维模型截图的方式表达几何结构，通过CAPP(Excel)编制检验计划表格，且表格采用与F0(制造大纲)工序对应的编制方法，列出每道工序需检验特性，适用于工序检验和成品检收。该方法根据三维数模绘制二维工程图，经过投影转换后标注，准确性难以保证，需检验工二次理解工程图，存在二义性，识图效率低。检验计划表格全手工输入，自动化程度差，编制工作量大。

发明内容

本发明的目的在于提出一种利用三维检验模型对飞机零件进行检验的方法，根据零件三维检验模型提取xml文件用于生成检验计划，改变传统上由三维设计模型信息生成二维图纸上的检验信息并进一步生成检验计划的模式，结合三维检验模型和检验计划进行飞机零件检验。

本发明的技术方案为：

所述一种利用三维检验模型对飞机零件进行检验的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：在CAD软件中将飞机零件几何体的设计模型固定，并在设计模型的建模空间中按照飞机零件几何体设计模型的建模顺序创建一个新零件几何体；根据检验要求选择新零件几何体上需要标注的m个几何特征，并获得m个几何特征各自的特征面、标注位置和尺寸大小；在新零件几何体上创建m个标注平面，并在每个标注平面上创建对应几何特征的尺寸标注特征，建立尺寸标注特征的初始属性名称为：尺寸.i，其中i＝1，2···m；

步骤2：根据飞机零件几何体的结构特征对步骤1得到的m个尺寸标注特征进行分类，得到n种尺寸标注特征类型，每种尺寸标注特征类型中的尺寸标注特征个数为c_j，j＝1，2···n，c₁+c₂···+c_n＝m；按照尺寸标注特征所处的尺寸标注特征类型建立尺寸标注特征的属性名称D_j.k，其中D_j为第j种尺寸标注特征类型的类型名称，k为尺寸标注特征在其所处的尺寸标注特征类型中的编号，k＝1，2···c_j；根据尺寸标注特征的属性名称，将m个尺寸标注特征从飞机零件几何体的建模空间中筛选出来；按照尺寸标注特征类型对筛选得到的m个尺寸标注特征进行排列，给每个尺寸标注特征赋予编号值，然后通过CAD软件一次性将每个尺寸标注特征的编号注释在该尺寸标注特征对应的标注平面内，并建立尺寸标注特征注释编号的属性名称D_j.k_i，i＝1，2···m；

步骤3：根据零件检验要求，若存在需要检验的，同时不属于m个尺寸标注特征中的尺寸标注特征，则根据飞机零件几何体的结构特征，确定尺寸标注特征所属的尺寸标注特征类型j，并建立该尺寸标注特征的属性名称D_j.p，1≤p≤k，且给尺寸标注特征赋予编号值并进行注释，该尺寸标注特征对应注释编号的属性名称为D_j.p_i；修改尺寸标注特征类型j中原属性名称为D_j.p到D_j.k的尺寸标注特征的属性名称为D_j.p+1到D_j.k+1，并将对应的注释编号的属性名称更改为D_j.p+1_i+1到D_j.k+1_i+k-p+1；

步骤4：根据零件检验要求，若存在需要删除的尺寸标注特征，则先将该尺寸标注特征的编号值q删除，1≤q≤m，并将原先编号值为q、q+1、···m的尺寸标注特征的编号值变更为q-1、q、···m-1，对应的注释编号的属性名称更改为D_j.k_i-1，j＝1，2，3···n，k＝1，2···c_j，i＝q，q+1，···m；再将该尺寸标注特征删除，在该尺寸标注特征所属的尺寸标注特征类型j中，将处于该尺寸标注特征之后的尺寸标注特征的属性名称从D_j.k更改为D_j.k-1，并将对应的注释编号的属性名称从D_j.k_i-1更改为D_j.k-1_i-1；

步骤5：根据零件检验要求，在飞机零件几何体的建模空间中筛选得到所有需要检验的尺寸标注特征，得到所有需要检验的尺寸标注特征的属性名称、尺寸信息；通过获取的属性名称得到对应的注释编号的属性名称，进而得到所有需要检验的尺寸标注特征的编号；采用CAPP系统可读的文件形式导出编号以及对应的尺寸标注特征的属性名称、尺寸信息；

步骤6：将导出的文件导入CAPP系统中，根据文件中的编号以及对应的尺寸标注特征的属性名称、尺寸信息，在CAPP系统中添加检验工具和检验方式建立检验计划，并根据检验计划对飞机零件进行检验。

有益效果

本发明提出的利用三维检验模型对飞机零件进行检验的方法，根据零件三维检验模型提取xml文件用于生成检验计划，改变传统上由三维设计模型信息生成二维图纸上的检验信息并进一步生成检验计划的模式，结合三维检验模型和检验计划进行飞机零件检验，减少了零件检验计划制定的工作量，提高了检验工作的可靠性。

附图说明

图1：本发明的流程图。

具体实施方式

下面结合具体实施例描述本发明：

目前在飞机研制阶段已经实现了以三维模型为核心的数字化设计制造，但在产品设计制造过程中创建的只是产品几何数模，尚没有方法提出通过创建适用于产品检验的数字化模型来对飞机零件进行检验，为此本实施例给出了利用三维检验模型对飞机零件进行检验的方法：

步骤1：在CAD软件中将飞机零件几何体的设计模型固定，并在设计模型的建模空间中按照飞机零件几何体设计模型的建模顺序创建一个新零件几何体。具体的在CAD软件中的操作即为将飞机零件几何体的设计模型全部内容进行保存，并按照飞机零件几何体设计模型的建模顺序，在设计模型的建模空间中创建一个新零件几何体，同时隐藏设计模型。

然后根据检验要求选择新零件几何体上需要标注的m个几何特征，并获得m个几何特征各自的特征面、标注位置和尺寸大小；在新零件几何体上创建m个标注平面，并在每个标注平面上创建对应几何特征的尺寸标注特征，建立尺寸标注特征的初始属性名称为：尺寸.i，其中i＝1，2···m。

本实施例中选择新零件几何体上需要标注的20个几何特征，根据CAD软件的尺寸标注功能获取获得20个几何特征各自的特征面、标注位置和尺寸大小。在新零件几何体上创建20个标注平面，并在每个标注平面上创建对应几何特征的尺寸标注特征，建立尺寸标注特征的初始属性名称为：尺寸.i，其中i＝1，2···20。

步骤2：根据飞机零件几何体的结构特征对步骤1得到的20个尺寸标注特征进行分类，得到n种尺寸标注特征类型，每种尺寸标注特征类型中的尺寸标注特征个数为c_j，j＝1，2···n，c₁+c₂···+c_n＝20。按照尺寸标注特征所处的尺寸标注特征类型建立尺寸标注特征的属性名称D_j.k，其中D_j为第j种尺寸标注特征类型的类型名称，k为尺寸标注特征在其所处的尺寸标注特征类型中的编号，k＝1，2···c_j。

本实施例中，根据飞机零件几何体的结构特征，有4类尺寸标注特征类型，分别是孔径、高度、转角和长度，那么相应的尺寸标注特征类型的类型名称为高度、孔径、转角和长度。本实施例中，尺寸标注特征类型为高度的尺寸标注特征有8个，所以这8个尺寸标注特征的属性名称形式为高度.序号。由于相同尺寸标注特征类型的属性名称后缀序号是连续的，则该类型的尺寸标注特征的属性名称为高度.1、高度.2、高度.3···高度.8。

由于在CAD的建模空间中同时存在设计模型和作为检验模型的新零件几何体，尽管设计模型已经隐藏，但设计模型中存在的尺寸特征同样会干扰检验模型，所以根据上面新建立的尺寸标注特征的属性名称，将20个需要检验的尺寸标注特征从飞机零件几何体的建模空间中筛选出来。按照尺寸标注特征类型对筛选得到的20个尺寸标注特征进行排列，给每个尺寸标注特征赋予编号值，然后将每个尺寸标注特征的编号注释在该尺寸标注特征对应的标注平面内，并建立尺寸标注特征注释编号的属性名称D_j.k_i。

由于已知获取了这20个尺寸标注特征，以及对应的编号值、注释平面和注释位置等信息，所以可以通过CAD软件一次性将每个尺寸标注特征的编号注释在该尺寸标注特征对应的标注平面内。

例如本实施例中，孔径类型的尺寸标注特征有8个，而且在编号时排序按照孔径、高度、转角和长度进行编号，所以高度类型尺寸标注特征注释编号的属性名称为高度.1_9、高度.2_10···高度.8_16，对应的编号值为9、10···16。

步骤3：在步骤2进行完之后，若根据零件检验要求，发现需要检验的，同时不属于20个尺寸标注特征中的尺寸标注特征，则根据飞机零件几何体的结构特征，确定尺寸标注特征所属的尺寸标注特征类型j，并建立该尺寸标注特征的属性名称D_j.p，1≤p≤k，且给尺寸标注特征赋予编号值并进行注释，该尺寸标注特征对应注释编号的属性名称为D_j.p_i；修改尺寸标注特征类型j中原属性名称为D_j.p到D_j.k的尺寸标注特征的属性名称为D_j.p+1到D_j.k+1，并将对应的注释编号的属性名称更改为D_j.p+1_i+1到D_j.k+1_i+k-p+1。

例如需添加的是一个高度类型的尺寸标注特征，该尺寸标注特征的属性名称为高度.3，则高度.3之前的属性名称高度.1、高度.2不发生变化，而包含原先高度.3在内的，及之后的高度.4到高度.8变更为高度.4、高度.5到高度.9。而且该需添加的高度类型尺寸标注特征的编号值为11，对应注释编号的属性名称为高度.3_11，其之后的尺寸标注特征对应的注释编号的属性名称也需要依次更改。

步骤4：若根据零件检验要求，发现需要删除的尺寸标注特征，则先将该尺寸标注特征的编号值q删除，1≤q≤m，并将原先编号值为q、q+1、···m的尺寸标注特征的编号值变更为q-1、q、···m-1，对应的注释编号的属性名称更改为D_j.k_i-1，j＝1，2，3···n，k＝1，2···c_j，i＝q，q+1，···m；再将该尺寸标注特征删除，在该尺寸标注特征所属的尺寸标注特征类型j中，将处于该尺寸标注特征之后的尺寸标注特征的属性名称从D_j.k更改为D_j.k-1，并将对应的注释编号的属性名称从D_j.k_i-1更改为D_j.k-1_i-1。

例如要删除的尺寸标注特征为高度.3及对应删除的检验特性编号值为11，在检验特性编号11之前的检验特性编号9和10及其对应的属性名称不发生变化，而在检验特性编号11之后的检验特性编号依次减1，并修改对应注释编号的属性名称。

步骤5：根据零件检验要求，在飞机零件几何体的建模空间中再次筛选得到所有需要检验的尺寸标注特征，得到所有需要检验的尺寸标注特征的属性名称、尺寸信息；通过获取的属性名称得到对应的注释编号的属性名称，进而得到所有需要检验的尺寸标注特征的编号；采用CAPP系统可读的xml文件形式导出编号以及对应的尺寸标注特征的属性名称、尺寸信息，实现全部需要检验的尺寸标注特征和检验特征编号等信息的提取。

步骤6：将导出的xml文件导入CAPP系统中，根据xml文件中的编号以及对应的尺寸标注特征的属性名称、尺寸信息，在CAPP系统中添加卡尺、高度尺、长度尺等信息，最终完成检验计划的制定，并根据检验计划对飞机零件进行检验，在零件检验过程中可以通过现场查看三维检验模型并结合检验计划实现飞机零件的检验。

Claims

1.一种利用三维检验模型对飞机零件进行检验的方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：在CAD软件中将飞机零件几何体的设计模型固定，并在设计模型的建模空间中按照飞机零件几何体设计模型的建模顺序创建一个新零件几何体；根据检验要求选择新零件几何体上需要标注的m个几何特征，并获得m个几何特征各自的特征面、标注位置和尺寸大小；在新零件几何体上创建m个标注平面，并在每个标注平面上创建对应几何特征的尺寸标注特征，建立尺寸标注特征的初始属性名称为：尺寸.i，其中i＝1，2…m；

步骤2：根据飞机零件几何体的结构特征对步骤1得到的m个尺寸标注特征进行分类，得到n种尺寸标注特征类型，每种尺寸标注特征类型中的尺寸标注特征个数为c_j，j＝1，2…n，c₁+c₂…+c_n＝m；按照尺寸标注特征所处的尺寸标注特征类型建立尺寸标注特征的属性名称D_j.k，其中D_j为第j种尺寸标注特征类型的类型名称，k为尺寸标注特征在其所处的尺寸标注特征类型中的编号，k＝1，2…c_j；根据尺寸标注特征的属性名称，将m个尺寸标注特征从飞机零件几何体的建模空间中筛选出来；按照尺寸标注特征类型对筛选得到的m个尺寸标注特征进行排列，给每个尺寸标注特征赋予编号值，然后通过CAD软件一次性将每个尺寸标注特征的编号注释在该尺寸标注特征对应的标注平面内，并建立尺寸标注特征注释编号的属性名称D_j.k_i，i＝1，2…m；

步骤4：根据零件检验要求，若存在需要删除的尺寸标注特征，则先将该尺寸标注特征的编号值q删除，1≤q≤m，并将原先编号值为q、q+1、…m的尺寸标注特征的编号值变更为q-1、q、…m-1，对应的注释编号的属性名称更改为D_j.k_i-1，j＝1，2，3…n，k＝1，2…c_j，i＝q，q+1，…m；再将该尺寸标注特征删除，在该尺寸标注特征所属的尺寸标注特征类型j中，将处于该尺寸标注特征之后的尺寸标注特征的属性名称从D_j.k更改为D_j.k-1，并将对应的注释编号的属性名称从D_j.k_i-1更改为D_j.k-1_i-1；

步骤5：根据零件检验要求，在飞机零件几何体的建模空间中筛选得到所有需要检验的尺寸标注特征，得到所有需要检验的尺寸标注特征的属性名称、尺寸信息；通过获取的属性名称得到对应的注释编号的属性名称，进而得到所有需要检验的尺寸标注特征的编号；采用CAPP系统可读的xml文件形式导出编号以及对应的尺寸标注特征的属性名称、尺寸信息；

步骤6：将导出的xml文件导入CAPP系统中，根据xml文件中的编号以及对应的尺寸标注特征的属性名称、尺寸信息，在CAPP系统中添加检验工具和检验方式建立检验计划，并根据检验计划对飞机零件进行检验。