[发明专利]基于特征的板类零件槽特征自动分组加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种板类零件数控加工技术，尤其是一种板类零件的槽特征加工方法，具体地说是一种基于特征的板类零件槽特征自动分组加工方法。

背景技术

目前，CAM技术在航空航天制造领域已经被广泛应用，使用CAM软件进行编程，可以从一定程度上提高工艺员的编程效率，提升加工效率，缩短产品的制造周期，节约生产成本。

板类零件多用于飞机结构件以及航天结构件，以多槽特征和孔特征为特点，工艺员在编制此类零件的时候，往往需要编制数十条加工操作，需要人工点选很多驱动几何，设置合适的刀具以及大量加工参数，编程的工作量非常大。而在选择刀具的时候，常常根据工艺员自身的经验，或者需要一些繁琐的测量才能确定合适的刀具，这就造成了工艺员在编制程序的时候，往往趋于保守，使得刀具不够优化，造成加工时间变长等问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有的CAM软件无法实现对板类零件加工区域刀具的自动选择，造成的编程效率低下、编程过程繁琐的问题，发明一种能够自动识别加工区域、自动实现刀具选择并将加工区域分组的槽特征分组加工方法。

本发明的技术方案是：

一种基于特征的板类零件槽特征自动分组加工方法，其特征是包括以下步骤：

步骤1：读取零件CAM模型。在CAM环境下，导入零件的三维实体模型，同时导入用户提供的刀具库信息以及数控工艺规程。

步骤2：读取零件特征识别结果列表。特征识别结果列表是特征识别的结果，记录了零件所包含的特征信息，包括零件的槽特征、孔特征、筋特征、转角特征等。板类零件以槽特征以及孔特征为主。槽特征包含水平腹板面以及与腹板面相邻的转角面、侧面等。

步骤3：提取特征几何区域信息。根据读取的特征识别结果列表，提取特征的加工区域几何信息。对于槽特征，槽特征的几何腹板面即为几何加工区域。通过提取特征列表记录下的腹板面的标识值，然后和零件几何模型进行比对，即可找到零件模型上对应的加工区域。

步骤4：槽特征最大刀具尺寸判定。根据提取的槽特征加工区域，计算每个加工区域的最大刀具尺寸。最大刀具尺寸的计算步骤如下：

(1)提取槽特征的加工区域轮廓边界，记该轮廓边界内所有与槽特征转角面相邻的圆弧边为转角圆弧，记录下所有转角圆弧的半径大小，筛选出最小的半径，将该半径对应的直径值记为D1，最大刀具直径必须小于等于D1，不然会造成加工的欠切。

(2)计算该加工区域的“最小通道”值，“最小通道”值的大小通过以下方法获得。首先提取该加工区域的所有环边，将所有内环边存入边列LOOP1，将所有外环边存入LOOP2，遍历所有的外环边列里的所有边，找出任意两条外环边之间的最小距离，记为Dout，遍历所有外环边以及所有内环边，找出任意一条外环边与任意一条内环边之间的最小距离，记为Din。取Dout和Din之间的最小值，即为该加工区域的“最小通道”值，记为D2。

(3)对比D1与D2，取D1与D2之间的较小值，记为Dm，该值即为加工区域对应的最大可加工刀具的直径值。

步骤5：槽特征自动分组。根据每个槽特征的最大刀具信息，结合用户提供的刀具库信息以及数控工艺规程，确定每个加工区域所使用的刀具尺寸，对所有槽特征进行自动分组。具体算法步骤如下：

(1)根据每个区域计算得到的最大可加工刀具尺寸Dm，结合企业提供的刀具库信息以及数控工艺规程，可以确定每个槽特征加工区域所对应的最优化加工刀具，记刀具尺寸为D，该刀具一般为刀具库中满足数控工艺要求的尺寸最大的刀具。

(2)遍历每个槽特征确定的刀具尺寸，记录下所使用刀具的数量n，对这n把刀具分别创建加工组，记为Group1、Group2…Groupn。相应的将槽特征分组存入这些加工组。

步骤6：设置加工操作参数信息。槽特征分组完毕后，对每个加工组设置相关加工参数，包括加工区域的切削模式、主轴转速、余量信息、刀具补偿位置、转角刀轨处理等信息，存入对应的加工组中。

步骤7：加工刀轨自动生成。对每个加工组自动生成一个加工操作，并将获取的参数信息设置到相应的操作内，系统快速计算并生成加工操作的刀具轨迹。

本发明的有益效果是：

(1)可靠性高，通过相关算法计算加工区域的最大加工刀具尺寸，较之根据工艺员经验选择刀具，更可靠，更具有科学性，同时减小了工艺员出错的概率。

(2)显著减少编程时间，自动分组可以自动判定哪些加工区域能够使用同一把刀具加工，而且能够将这些加工操作进行合并，不需要工艺员重复进行编程，节省工艺员时间，进而提升企业工作效率。