CN117574528A - 一种轴对称零件判断及对称装配方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于飞机装配领域，公开了一种轴对称零件判断及对称装配方法，通过工艺装备设计软件，在原件模型创建过程中引入MBD属性模板并在MBD属性中添加“对称性”参数，通过计算机判断零组件重心坐标系的X、Y、Z三个轴所在的轴线与零组件模型极值的绝对值是否相等来判断零组件是否为轴对称零组件对“对称性”参数进行赋值，解决了零组件轴对称性判断困难和对称后替换工作量大的问题，通过自动快速的完成零组件是否需要进行对称设计判断，提高了工艺装备设计数据的准确性和规范项。本方法工具简单，步骤简化，便于操作，提高了工作效率。

Description

一种轴对称零件判断及对称装配方法

技术领域

本发明属于飞机装配领域，涉及一种轴对称零件判断及对称装配方法。

背景技术

在用CAD软件进行基于MBD技术或二维图纸表达为主三维表达为辅的飞机工艺装备设计过程中，尤其是在设计大型的组部件装配工艺装备时，为了提高设计效率，大量的对称件零组件仅进行左件或右件设计，最后通过利用CAD软件的对称功能完成对称零组件的设计与安装，在这一过程中为保证各零组件状态的一致性，需要按组件进行对称，由于是批量对称，大量的相同零件被多次对称后产生大量的设计文档，为了保证设计文档的唯一性，需要设计人员逐个替换，增加了设计人员的劳动强度，设计效率也不高。如果采用二维图纸表达为主三维表达为辅方式进行工艺装备设计，零组件的对称性信息都是通过人工识别的方式在二维图纸中进行说明，该方式一方面增加了设计人员的劳动强度另一方面也存在信息统计遗漏隐患，容易零件制造数量与需求不符，从而影响工装制造节点拖期。

发明内容

1.解决的技术问题

发明目的在于解决轴对称件零件的判断、数量统计以及安装效率低的问题。

2.技术方案

为了解决上述技术问题，本发明提供一种快速判断零件是否为轴对称零件并通过计算机快速完成轴对称零件的安装的方法，按建模软件进行工艺装备的设计，当工艺装备中的零组件存在左右件时仅开展左件或右件的设计，当进行对称件设计时，通过计算机对要对称的零组件进行判断将要对称生成的零件的原件是否为轴对称零件，如果为轴对称零件则零组件不进行对称，并按原零件按照对称面进行平移旋转安装，

一种轴对称零件判断及对称装配方法，包括如下步骤：

步骤一、在三维CAD系统中创建一个工艺装备设计环境并按工艺装配的编号对该环境进行编号命名；

步骤二、在该环境下导入工艺装备作用对象产品，并在结构树上添加一个与被作用对象坐标系重合的设计参考节点；

步骤二、利用三维CAD系统功能在工艺装备设计环境按照工艺装备的结构组成新建零组件节点并对节点进行命名编号，并检查新建零件的坐标系与设计参考坐标系是否重合；

步骤三、按照工艺装备订货单要求及工装设计方案完成所有零组件原件的模型特征的设计，并完成模型MBD属性模板的添加；

步骤四、通过计算机在装配环境下对步骤三所述零组件原件的轴对称性进行判断，当判断为轴对称零件时则对模型中的MBD属性参数“对称性”赋值为“Y”,

步骤五、对照工艺装备订货单需求及工艺装备设计方案，检查是否有对称零组件需要进行设计；

步骤六、当需要进行对称件设计时，单击工艺装备设计环境中的对称命令，再选择对称平面，最后选择对称原件，通过计算机获取原件的自身轴对称信息判断本次对称设计原件是否需要对称设计，如原件自身为轴对称，则本次对称设计中涉及到的原件按平移加旋转自动安装到原件的对称位置处，且原件数量增加不产生新的模型文件，

进一步的，还包括步骤七、当有与所述步骤一至步骤五中零组件具有相同特征的零组件需要对称设计时，重复步骤四和步骤五；完成工艺装备中剩余零组件的设计，至此完成一台工艺装备的模型设计；

进一步的，还包括步骤八、当采用二维为主三维为辅的表达方法时，通过设计环境导出该台工艺装备中物料清单，物料清单中的零件数量直接用于二维图中对称件与原件的表达。

进一步的，所述步骤一种该环境能够实现零组件的添加、删除、导入、替换以及零组件间相对位置关系测量功能，该CAD系统具备基于结构树的零组件管理能力。

进一步的，所述步骤四中当判断为非轴对称零件时则对模型中的MBD属性参数“对称性”赋值为“N”。

进一步的，所述步骤五中如有则需确定对称平面，对称平面与需要对称的零组件在结构树的同一级。

进一步的，所述步骤六中如原件自身不对称则本次对称设计中涉及到的原件则按对称状态产生新的模型安装到原件的对称位置处，并形成新的模型文件。

进一步的，所述步骤六具体为：

通过获取当前节点下零组件相对于产品坐标系下的重心坐标系和重心，通过重心坐标系的X、Y、Z三个轴所在的轴线与零组件模型进行求极值，分别得到极值点1、极值点2、极值点3、极值点4、极值点5、极值点6，其中极值点1和极值点2为X轴所在轴线与模型相交所得，极值点3和极值点4为Y轴所在轴线与模型相交所得，极值点5和极值点6为Z轴所在轴线与模型相交所得，计算极值点1、极值点2，极值点3、极值点4、极值点5、极值点6分别到重心的距离为a1、a2、a3、a4、a5、a6，如果a1等于a2，则零组件关于重心坐标系中的YZ平面对称，同理如果a3等于a4，那么零组件关于重心坐标系中的XZ平面对称,如果a5等于a6那么零组件关于重心坐标系中的XY平面对称,当零组件满足上述条件中的任意一个条件时那么该零组件为称轴对称零组件，那么在对称设计时该零组件通过平移和旋转安装到对称位置，新增节点的编号与原零组件保持一致，原零组件的梳理增加。如果零组件不满足上述条件中的任意一个条件时，则对称的零组件结构通过对称方式生产并形成与零组件数量匹配的新文件，新增节点按对称件进行编号。

技术效果

本方法能够自动快速的完成零组件是否需要进行对称设计判断，提高了工艺装备设计数据的准确性和规范项，降低了设计人员的劳动强度，提高了设计效率，为下游工艺准备的顺利开展打下了坚实基础，也进一步缩短了工艺装备研制周期。

具体实施方式

轴对称零件判断及对称装配方法，包括如下:

步骤一、打开工艺装备设计软件，在软件中新建一个装配设计环境，该装配设计环境具备在主结构上对零组件节点的添加、删除、替换以及节点编号更改的功能；并且能够实现节点自动编号功能。

步骤二、在步骤一所述的装配设计环境中按照使用要求开展工艺装备零组件的建模设计，并按需在装配环境下在步骤一所述的主结构树上添加零组件节点；

步骤三、对步骤二所述的零组件节点进行展开并在不同的设计环境间切换完成一组零组件的设计；

步骤四、重复步骤二和步骤三完成其他不同零组件的设计；

步骤五、按照使用要求并结合产品结构当零组件需要对称布置时，将设计环境切换至零组件所在一级的装配环境下；

步骤六、按软件功能选择对称命令，并以此选择步骤五所述的装配环境下需要对称布置的节点以及需要参考的对称面元素；

步骤七、获取步骤六所述的节点信息，对其包含的零组件模型的轴对称信息进行记录；

步骤八、通过对步骤七所获取的轴对称信息进行判断，当零组件为非轴对称零组件时，则在步骤六所述的装配环境下生成与步骤六所述节点位置对称的零组件结构并形成与零组件数量匹配的新文件，新增节点按对称件进行编号；当零组件为轴对称零件时，则在步骤六所述的装配环境下通过平移、旋转的方式将步骤六所述节点的零组件安装到对称位置，新增节点与步骤六所述的节点编号一致，不生成新的文件；

步骤九、重复五、六、七、八完成其他组件对称件的设计；

步骤十、按工艺装备设计软件对步骤一所述的装配环境进行保存；

进一步的还包括步骤十一、当要进行对称工艺装备设计时，按照步骤新建一个装备设计环境并对装配环境进行命名；

步骤十二、在步骤一所述的装配环境下将要对称的工艺装备模型引入；

步骤十三、按软件功能选择对称命令，并在骤十二所述的装配环境下选择步骤十二所述的工艺装备模型以及需要参考的对称面元素；

步骤十四、获取步骤十三所述的节点信息，对其包含的零组件模型的轴对称信息进行记录

步骤十五、重复步骤八和步骤十；

进一步的步骤七通过获取当前节点下零组件相对于产品坐标系下的重心坐标系(笛卡尔直角坐标系)和重心，通过重心坐标系的X、Y、Z三个轴所在的轴线与零组件模型进行求极值，分别得到极值点1、极值点2、极值点3、极值点4、极值点5、极值点6，其中极值点1和极值点2为X轴所在轴线与模型相交所得，极值点3和极值点4为Y轴所在轴线与模型相交所得，极值点5和极值点6为Z轴所在轴线与模型相交所得，计算极值点1、极值点2，极值点3、极值点4、极值点5、极值点6分别到重心的距离为a1、a2、a3、a4、a5、a6，如果a1等于a2，则零组件关于重心坐标系中的YZ平面对称，同理如果a3等于a4，那么零组件关于重心坐标系中的XZ平面对称,如果a5等于a6那么零组件关于重心坐标系中的XY平面对称,当零组件满足上述条件中的任意一个条件时那么该零组件为称轴对称零组件，那么在对称设计时该零组件通过平移和旋转安装到对称位置，新增节点的编号与原零组件保持一致，原零组件的梳理增加。如果零组件不满足上述条件中的任意一个条件时，则对称的零组件结构通过对称方式生产并形成与零组件数量匹配的新文件，新增节点按对称件进行编号。

Claims (8)

1.一种轴对称零件判断及对称装配方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤一、在三维CAD系统中创建一个工艺装备设计环境并按工艺装配的编号对该环境进行编号命名；

步骤二、在该环境下导入工艺装备作用对象产品，并在结构树上添加一个与被作用对象坐标系重合的设计参考节点；

步骤二、利用三维CAD系统功能在工艺装备设计环境按照工艺装备的结构组成新建零组件节点并对节点进行命名编号，并检查新建零件的坐标系与设计参考坐标系是否重合；

步骤三、按照工艺装备订货单要求及工装设计方案完成所有零组件原件的模型特征的设计，并完成模型MBD属性模板的添加；

步骤四、通过计算机在装配环境下对步骤三所述零组件原件的轴对称性进行判断，当判断为轴对称零件时则对模型中的MBD属性参数“对称性”赋值为“Y”,

步骤五、对照工艺装备订货单需求及工艺装备设计方案，检查是否有对称零组件需要进行设计；

步骤六、当需要进行对称件设计时，单击工艺装备设计环境中的对称命令，再选择对称平面，最后选择对称原件，通过计算机获取原件的自身轴对称信息判断本次对称设计原件是否需要对称设计，如原件自身为轴对称，则本次对称设计中涉及到的原件按平移加旋转自动安装到原件的对称位置处，且原件数量增加不产生新的模型文件。

2.根据权利要求1所述的一种轴对称零件判断及对称装配方法，其特征在于，还包括步骤七、当有与所述步骤一至步骤五中零组件具有相同特征的零组件需要对称设计时，重复步骤四和步骤五；完成工艺装备中剩余零组件的设计，至此完成一台工艺装备的模型设计。

3.根据权利要求2所述的一种轴对称零件判断及对称装配方法，其特征在于，还包括步骤八、当采用二维为主三维为辅的表达方法时，通过设计环境导出该台工艺装备中物料清单，物料清单中的零件数量直接用于二维图中对称件与原件的表达。

4.根据权利要求3所述的一种轴对称零件判断及对称装配方法，其特征在于，所述步骤一种该环境能够实现零组件的添加、删除、导入、替换以及零组件间相对位置关系测量功能，该CAD系统具备基于结构树的零组件管理能力。

5.根据权利要求4所述的一种轴对称零件判断及对称装配方法，其特征在于，所述步骤四中当判断为非轴对称零件时则对模型中的MBD属性参数“对称性”赋值为“N”。

6.根据权利要求5所述的一种轴对称零件判断及对称装配方法，其特征在于，所述步骤五中如有则需确定对称平面，对称平面与需要对称的零组件在结构树的同一级。

7.根据权利要求6所述的一种轴对称零件判断及对称装配方法，其特征在于，所述步骤六中如原件自身不对称则本次对称设计中涉及到的原件则按对称状态产生新的模型安装到原件的对称位置处，并形成新的模型文件。

8.根据权利要求7所述的一种轴对称零件判断及对称装配方法，其特征在于，所述步骤六具体为：

通过获取当前节点下零组件相对于产品坐标系下的重心坐标系和重心，通过重心坐标系的X、Y、Z三个轴所在的轴线与零组件模型进行求极值，分别得到极值点1、极值点2、极值点3、极值点4、极值点5、极值点6，其中极值点1和极值点2为X轴所在轴线与模型相交所得，极值点3和极值点4为Y轴所在轴线与模型相交所得，极值点5和极值点6为Z轴所在轴线与模型相交所得，计算极值点1、极值点2，极值点3、极值点4、极值点5、极值点6分别到重心的距离为a1、a2、a3、a4、a5、a6，如果a1等于a2，则零组件关于重心坐标系中的YZ平面对称，同理如果a3等于a4，那么零组件关于重心坐标系中的XZ平面对称,如果a5等于a6那么零组件关于重心坐标系中的XY平面对称,当零组件满足上述条件中的任意一个条件时那么该零组件为称轴对称零组件，那么在对称设计时该零组件通过平移和旋转安装到对称位置，新增节点的编号与原零组件保持一致，原零组件的梳理增加；如果零组件不满足上述条件中的任意一个条件时，则对称的零组件结构通过对称方式生产并形成与零组件数量匹配的新文件，新增节点按对称件进行编号。