[发明专利]用于点阵式柔性工装的离散支承杆预调高度计算方法

说明书

技术领域

本发明涉及机械辅助工具领域，特别涉及一种适用于任意类型的点阵式柔性工装中离散支承杆预调高度的计算。

背景技术

对于表面轮廓为自由曲面且刚性差的弹性薄壁件，传统的针对刚性体的六点定位原理和相应的工艺装备技术已不能适用这类零件的高效高精度加工，而基于多点支承技术的柔性工装系统是解决自由曲面零件加工的有效方法。多点支承技术的基本思想是将刚性支承曲面离散化，由一系列规则排列的支承杆与自由曲面零件形成的“点接触支承”代替传统的支承曲面。在多点支承技术中，需要解决的基本问题之一是计算出各支承杆的预调高度，以形成合适的包络面形状，这个形状直接决定了工件的定位和支承效果。

目前，对于支撑杆预调高度的计算大都基于数值解法，一次计算出所有支承杆的高度值，首先计算系统无法有效使用中间过程的信息，其次由于有些方法中要将原始的自由曲面零件数模进行格式转换，如将曲面三角网格化，因此损失了一部分精度。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点，本发明的目的在于提供一种适用于任意类型的点阵式柔性工装中离散支承杆预调高度的计算方法。

为了实现上述发明目的，本发明公开一种用于点阵式柔性工装的离散支承杆预调高度计算方法，包括：步骤一、自由曲面零件的定位；步骤二、确定该支承杆顶端球的初始位置与该自由曲面零件下表面的位置关系；步骤三、改变该支承杆顶端球的初始位置与该自由曲面零件下表面的位置关系；步骤四、将步骤三中的位置关系作为第一边界值，将第一边界值加上或减去本次步长作为第二边界值；步骤五、减少该高度搜索优化区间直至获得一高度值。

更进一步地，该步骤二中该支承杆顶端球的初始位置与该自由曲面零件下表面相交时，该步骤三中改变该支承杆顶端球的初始位置与该自由曲面零件下表面使其不相交。

更进一步地，该步骤二中该支承杆顶端球的初始位置与该自由曲面零件下表面不相交时，该步骤三中改变该支承杆顶端球的初始位置与该自由曲面零件下表面使其相交。

更进一步地，该步骤五中利用区间消去法减少该高度搜索优化区间。

更进一步地，其特征在于，该方法还包括步骤六、按照步骤一至五中的顺序计算第二支承杆的高度值。

现有技术相比较，本发明所公开的适用于任意类型的点阵式柔性工装中离散支承杆预调高度的计算方法具有诸多技术优点，具体包括：第一、本技术方案不存在复杂的数学模型，方法简单，易于理解，实用性强，只需调整构造半球面或者半圆弧即可应用于任意结构的支承杆；第二、本技术方案所提供的计算过程可视，用户可以直观观察到支承杆构造半球面或者半圆弧与自由曲面零件下表面的相交从曲线到点的变化过程，从而增加计算的可信度和透明化；第三、本技术方案中不存在格式转换导致的精度损失的问题，以及其他一些损失计算精度的操作，因此计算精度高。第四、本技术方案计算过程中包含大量的中间信息，可以根据需要利用这些中间信息增加各种功能，扩展性强。如可在可靠计算支承杆高度的基础上增加支承杆自动筛选功能，满足某些特殊的加工情形，如激光切割、水刀切割等可能破坏边界处支承杆的情形。

附图说明

关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及所附图式得到进一步的了解。

图1是本发明所示出的支承杆预调高度计算方法的流程图；

图2是本发明所示出的支承杆预调高度计算方法的实施方式的流程图；

图3是本发明所示出的支承杆预调高度计算方法的实施方式的技术效果立体图；

图4是本发明所示出的支承杆预调高度计算方法的实施方式的技术效果侧视图。

具体实施方式

下面结合附图详细说明本发明的具体实施例。

提供了一种应用范围广、精度高、结果信息丰富的点阵式柔性工装的离散支承杆预调高度计算方法，其特征在于：将每一根支承杆预调高度的计算过程视为一次优化过程，以支承杆的高度为优化变量，以支撑杆的高度方向为搜索方向，以支承杆顶端的球面与自由曲面零件下表面的点相交为优化目标展开搜索，从而不断对支承杆的高度进行调整，直至满足迭代终止条件。

如图1中所示，图1是本发明所示出的支承杆预调高度计算方法的流程图。该支承杆预调高度计算方法具体包括：

S1、自由曲面零件的定位；