CN106294952B - 一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法 - Google Patents
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Abstract
一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法，首先新建协调工装装配文件，装配成件模型、内模板文件并链接非规则曲面、对接孔轴线等加工信息，然后根据内模板文件生成内模板实体模型，进而得到外模板实体模型，最后设计附件模型并装配到协调工装装配文件，生成得到对接孔协调工装。本发明与现有技术相比，通过提出一种适用于非规则曲面定位的对接孔协调工装生产方法，实现了飞航导弹中异形导弹舱段与成件基于对接孔的装配，提高了协调工装的设计效率及质量，在保证飞航导弹结构异形对接可靠性的同时，还缩减了其设计周期，具有很好的使用价值。
Description
技术领域
本发明涉及机械设计智能化领域，特别是一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法。
背景技术
随着导航通信技术的发展和进步，部队对飞航导弹的远程打击精度、突防能力和研制周期的要求越来越高，进而也对飞航导弹结构异形的对接结构可靠性提出了更高要求。比如，某型号导弹导弹舱段与内部的4个成件装配时要求以非规则曲面定位，且装配的对接孔轴线沿曲面法线方向。为了保证小间隙、高定位精度的装配协调性，需要使用对接孔协调工装来保证装配互换性已经成为必然，而以非规则曲面定位的协调工装的定位面、协调孔与方向或导弹或成件的定位面、对接孔与方向的一致性是上述工装设计的关键因素。
现有的协调工装设计是以产品图纸资料为依据，重新设计对接面的协调工装模型所使用的设计流程或建模方法均依据设计人员的习惯经验，没有继承性，需要大量的重复性劳动，设计工装效率低下，因此需要充分利用数字化设计与关联设计技术，研究出一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法。
发明内容
本发明解决的技术问题是：克服现有技术的不足，提供了一种通过链接非规则定位曲面、对接孔参数信息，解决了不同建模方法产生的非规则曲面不一致问题，能够充分利用模型继承性，可以快速精确建模的基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法。
本发明的技术解决方案是：一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法，包括如下步骤：
(1)新建初始为空的协调工装装配文件，然后将当前协调工装涉及的第i成件模型装配到协调工装装配文件内；所述的成件模型包括成件的三维几何模型、尺寸参数、公差、成件与导弹舱段定位的非规则曲面、对接孔轴线、成件与导弹舱段的对接孔大小方向，其中，成件与导弹舱段定位的非规则曲面包括内表面非规则曲面、外表面非规则曲面，i的初值为1且为正整数；所述的内表面非规则曲面为成件的非规则曲面，外表面非规则曲面为导弹舱段的非规则曲面；
(2)在协调工装装配文件内新建为空的内模板文件，获取第i成件与导弹舱段定位的非规则曲面、对接孔轴线、成件与导弹舱段的对接孔大小方向并链接到当前内模板文件；所述的内模板文件描述当前对接孔协调工装的几何形状，包括对接孔协调工装与成件接触的曲面几何形状；
(3)根据得到内模板文件建立内模板草图后进行拉伸操作，生成内模板实体模型，然后利用当前内模板实体模型对应的内模板文件链接的内表面非规则曲面修剪内模板实体模型、链接的对接孔轴线、成件与导弹舱段的对接孔大小方对内模板实体模型进行按矢量的打孔操作，得到修正后的内模板实体模型并添加至协调工装装配文件；
(4)将步骤(3)得到的内模板实体模型另存为外模板实体模型，然后利用当前内模板实体模型对应的内模板文件链接的外表面非规则曲面修剪外模板实体模型，并进行解析得到外模板文件，将外模板文件、外模板实体模型添加至协调工装装配文件；所述的外模板文件描述当前对接孔协调工装的几何形状，包括对接孔协调工装与导弹舱段接触的曲面几何形状；
(5)设计导弹舱段、成件对接孔装配所需要的附件模型，然后将得到的附件模型装配到协调工装装配文件；
(6)根据步骤(5)得到的协调工装装配文件生成第i成件的对接孔协调工装；
(7)复制成件i的协调工装装配文件并记为第i+1成件的协调工装装配文件，i＝i+1；
(8)将第i成件的协调工装装配文件中的第i-1成件模型替换为第i成件模型，修改链接到当前内模板文件的第i-1成件与导弹舱段定位的非规则曲面、对接孔轴线、成件与导弹舱段的对接孔大小方向为第i成件与导弹舱段定位的非规则曲面、对接孔轴线、成件与导弹舱段的对接孔大小方向；
(9)重复步骤(3)-步骤(6)直至生成得到所有成件对应的对接孔协调工装。
所述的步骤(1)-步骤(9)为通过Siemens NX软件实现。
所述的步骤(2)中的链接到当前内模板文件的方法为通过Siemens NX软件中的WAVE实现。
所述的步骤(3)中建立内模板草图为通过Siemens NX软件中的草图功能实现。
所述的步骤(3)中的拉伸操作为通过Siemens NX软件中的拉伸功能实现。
所述的成件包括电点火装置、数字控制器、电调控制装置或舵机放大器。
本发明与现有技术相比的优点在于：
(1)本发明与现有技术相比，通过提出一种适用于非规则曲面定位的对接孔协调工装生产方法，实现了飞航导弹中异形导弹舱段与成件基于对接孔的装配，提高了协调工装的设计效率及质量，在保证飞航导弹结构异形对接可靠性的同时，还缩减了其设计周期；
(2)本发明通过WAVE手段链接非规则曲面、对接孔参数信息，解决了不同建模方法产生的非规则曲面不一致的问题，在充分利用模型继承性的同时，还具有快速精确建模的优点；
(3)本发明通过编辑修剪的手段，解决了内模板文件与外模板文件的快速生成问题，使得工装建模生成流程化、规则化，提高了工装的设计生成效率和质量；
(4)本发明通过替换成件模型手段，解决了典型工装的快速设计问题，能够保证生成工装的质量一致性，提高了工装设计的质量与效率。
附图说明
图1为本发明方法中飞航导弹导弹舱段与成件装配结构示意图；
图2为本发明一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法原理流程图；
图3为本发明方法中得到的4套对接孔协调工装示意图。
具体实施方式
本发明针对现有技术的不足，提出一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法，
下面结合附图对本发明方法进行详细的说明。如图1所示为本发明方法中飞航导弹导弹舱段与成件装配结构示意图，本发明方法以1个导弹舱段与4个成件的装配为例进行说明，该实施例下装配结构包括导弹舱段1，第一成件2，第二成件3，第三成件4，第四成件5，其中，第一成件2，第二成件3，第三成件4，第四成件5均安装在弹舱段1上，四个成件分别依靠其非规则曲面定位，并根据非规则曲面法线方向上的对接孔轴线与导弹舱段1固定连接，完成装配。
如图2所示为本发明一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法原理流程图，本发明方法包括如下步骤：
(1)利用Siemens NX软件新建协调工装装配文件，新建协调工装装配文件当前为空文件，对接孔协调工装最终生成完成后，该文件包括成件模型、对接孔协调工装中所有零件模型、成件、工装或零件模型不仅包括成件、工装或工装零件的三维几何模型、尺寸参数、公差、协调内容(成件与导弹舱段定位的非规则曲面、成件与导弹舱段的对接孔大小与方向)、技术要求、属性信息，还包括成件、工装或工装零件三维模型的建模过程信息、成件、工装及工装零件间的对应关系等信息；然后将本发明方法当前涉及的成件模型利用NX软件的装配约束功能装配到协调工装装配文件内，其中，成件包括电点火装置、数字控制器、电调控制装置、舵机放大器，成件与导弹舱段定位的非规则曲面包括内表面非规则曲面、外表面非规则曲面，内表面非规则曲面为成件的非规则曲面，外表面非规则曲面为导弹舱段的非规则曲面。
(2)在协调工装装配文件内新建内模板文件，内模板文件当前为空文件，对接孔协调工装最终生成完成后，内模板文件描述所要生成的对接孔协调工装的几何形状，包括对接孔协调工装的三维几何模型、成件模型WAVE链接的非规则定位曲面、对接孔轴线、内模板草图及打孔参数等，利用NX软件中工作部件转换功能将内模板文件转换为工作部件，获取本发明方法当前涉及的成件定位的非规则曲面、对接孔轴线，然后利用WAVE集合链接器将各个导弹成件定位的非规则曲面、对接孔轴线及打孔参数链接到内模板文件；
(3)根据协调工装装配文件中的内模板文件使用Siemens NX软件中的草图功能，建立内模板草图，然后通过软件的拉伸功能对内模板草图进行拉伸操作，生成内模板实体模型，然后利用当前内模板实体模型对应的内模板文件链接的内表面非规则曲面修剪内模板实体模型、链接的对接孔轴线对内模板实体模型进行按矢量的打孔操作，得到最终需要的内模板实体模型，其中，成件模型WAVE链接的非规则定位曲面包括内表面非规则曲面、外表面非规则曲面，内表面非规则曲面为成件与对接孔协调工装接触的曲面，外表面非规则曲面为导弹舱段与工装接触的曲面，将内模板实体模型装配至协调工装装配文件。
(4)将步骤(3)得到的内模板实体模型另存为外模板实体模型，然后利用当前内模板实体模型对应的内模板文件链接的外表面非规则曲面修剪外模板实体模型，并进行解析得到外模板文件，将外模板文件、外模板实体模型装配至协调工装装配文件，其中，外模板文件的内容与内模板文件内容类似。
(5)设计导弹舱段、成件对接孔装配所需要标准衬套、插销或专用衬套、插销等附件模型，将得到的附件模型利用NX软件的装配约束功能装配到协调工装装配文件内；
(6)根据步骤5得到的协调工装装配文件使用Siemens NX软件生成协调工装，协调工装包括成件模型，内模板模型，外模板模型，附件模型及装配约束关系等，完成本发明方法对接孔协调工装的生成；
(7)当对接孔协调工装适用的应用环境中的成件数目、成件定位的非规则曲面、对接孔轴线发生变化时，只需要在复制或者另存为的协调工装装配文件中替换成件模型，修改内模板文件内链接的非规则曲面、对接孔轴线，重新编辑草图生成、修改及打孔，即可以完成新的对接孔协调工装的设计生成。下面结合实施例(1个舱段、4个成件)对本发明方法进行进一步的解释和说明。
首先，新建导弹舱段1、成件2的对接孔协调工装装配文件，将成件2对应的成件模型装配到对接孔协调工装装配文件中；在对接孔协调工装装配文件中新建内模板文件，使内模板文件转换为内模板实体模型，利用WAVE链接当前成件模型中的定位面，对接孔轴线；然后合理选择草图平面，即绘制内模板与外模板的合体零件草图，并拉伸得到三维实体模型，再用链接的成件定位曲面修剪三维实体模型，得到内模板，并进行打孔特征操作，选择链接的对接孔轴线为矢量方向，得到对接孔的位置与方向，保存内模板文件；将内模板文件另存为外模板文件，编辑修剪操作，保留反向实体模型，得到外模板模型，保存外模板文件；最后设计其他附件并装配到对接孔协调工装装配文件中，保存对接孔协调工装装配文件，完成初始设计流程。
其次，再设计导弹舱段1与成件3的对接孔协调工装智能化设计，即将导弹舱段1与成件2的对接孔协调工装装配文件另存为导弹舱段1与成件3的对接孔协调工装装配文件，在导弹舱段1与成件3的对接孔协调工装装配文件中用成件3三维模型替换成件2三维模型，将内模板作为工作部件，编辑链接的定位曲面与对接孔轴线，重新选择成件3的定位曲面与对接孔轴线，然后编辑草图及拉伸操作，以适应成件3的外形尺寸，将外模板作为工作部件，编辑链接的定位曲面与对接孔轴线，重新选择成件3的定位曲面与对接孔轴线，编辑草图及拉伸操作，以适应成件3的外形尺寸，再保存导弹舱段1与成件3的对接孔协调工装装配文件完成工装设计。
最后根据上述原理过程完成导弹舱段1与成件4的对接孔协调工装、导弹舱段1与成件5的对接孔协调工装设计，进而最终完成本发明实施例对应的典型工装智能化设计。
如图3所示为本发明方法中根据上述实施例得到的4套对接孔协调工装示意图，如图3(a)所示为导弹舱段1与成件2对接孔协调工装6，如图3(b)所示为导弹舱段1与成件3对接孔协调工装7，如图3(c)所示为导弹舱段1与成件4对接孔协调工装8，如图3(d)所示为导弹舱段1与成件5对接孔协调工装9，其中，导弹舱段1与成件2对接孔协调工装6设计时为初始流程设计，导弹舱段1与成件3对接孔协调工装7、导弹舱段1与成件4对接孔协调工装8、导弹舱段1与成件5对接孔协调工装9采用根据生成对接孔协调工装7得到的智能化工装设计流程来进行设计生成。
本发明说明书中未作详细描述的内容属本领域技术人员的公知技术。
Claims (6)
1.一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法，其特征在于包括如下步骤：
(1)新建初始为空的协调工装装配文件，然后将当前协调工装涉及的第i成件模型装配到协调工装装配文件内；所述的成件模型包括成件的三维几何模型、尺寸参数、公差、成件与导弹舱段定位的非规则曲面、对接孔轴线、成件与导弹舱段的对接孔大小方向，其中，成件与导弹舱段定位的非规则曲面包括内表面非规则曲面、外表面非规则曲面，i的初值为1且为正整数；所述的内表面非规则曲面为成件的非规则曲面，外表面非规则曲面为导弹舱段的非规则曲面；
(2)在协调工装装配文件内新建为空的内模板文件，获取第i成件与导弹舱段定位的非规则曲面、对接孔轴线、成件与导弹舱段的对接孔大小方向并链接到当前内模板文件；所述的内模板文件描述当前对接孔协调工装的几何形状，包括对接孔协调工装与成件接触的曲面几何形状；
(3)根据得到内模板文件建立内模板草图后进行拉伸操作，生成内模板实体模型，然后利用当前内模板实体模型对应的内模板文件链接的内表面非规则曲面修剪内模板实体模型、链接的对接孔轴线、成件与导弹舱段的对接孔大小对内模板实体模型进行按矢量的打孔操作，得到修正后的内模板实体模型并添加至协调工装装配文件；
(4)将步骤(3)得到的内模板实体模型另存为外模板实体模型，然后利用当前内模板实体模型对应的内模板文件链接的外表面非规则曲面修剪外模板实体模型，并进行解析得到外模板文件，将外模板文件、外模板实体模型添加至协调工装装配文件；所述的外模板文件描述当前对接孔协调工装的几何形状，包括对接孔协调工装与导弹舱段接触的曲面几何形状；
(5)设计导弹舱段、成件对接孔装配所需要的附件模型，然后将得到的附件模型装配到协调工装装配文件；
(6)根据步骤(5)得到的协调工装装配文件生成第i成件的对接孔协调工装；
(7)复制成件i的协调工装装配文件并记为第i+1成件的协调工装装配文件，i＝i+1；
(8)将第i成件的协调工装装配文件中的第i-1成件模型替换为第i成件模型，修改链接到当前内模板文件的第i-1成件与导弹舱段定位的非规则曲面、对接孔轴线、成件与导弹舱段的对接孔大小方向为第i成件与导弹舱段定位的非规则曲面、对接孔轴线、成件与导弹舱段的对接孔大小方向；
(9)重复步骤(3)-步骤(6)直至生成得到所有成件对应的对接孔协调工装。
2.根据权利要求1所述的一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法，其特征在于：所述的步骤(1)-步骤(9)为通过Siemens NX软件实现。
3.根据权利要求1或2所述的一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法，其特征在于：所述的步骤(2)中的链接到当前内模板文件的方法为通过Siemens NX软件中的WAVE实现。
4.根据权利要求1或2所述的一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法，其特征在于：所述的步骤(3)中建立内模板草图为通过Siemens NX软件中的草图功能实现。
5.根据权利要求1或2所述的一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法，其特征在于：所述的步骤(3)中的拉伸操作为通过Siemens NX软件中的拉伸功能实现。
6.根据权利要求1或2所述的一种基于非规则曲面定位的对接孔协调工装生成方法，其特征在于：所述的成件包括电点火装置、数字控制器、电调控制装置或舵机放大器。
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