[发明专利]飞机样板激光切割编程图形的碎线拟合圆弧方法

说明书

技术领域

本发明为一种飞机样板激光切割编程图形的碎线拟合方法，属于飞机数字化制造 技术领域。

背景技术

飞机样板是一类将飞机部、组、零件的某些特征以1:1的比例制成且带有工艺信息 的钢性量具，其制造简单，成本低廉，使用方便，因而在飞机制造过程中得到了广泛的应用。 制造飞机样板，需要先在三维数模中将要表达的零件特征转化为二维图形，将此二维图形 进行一系列处理后导入专门的软件中自动生成激光切割程序。如果图形中存在大量连续的 短线（以下成为碎线，如图1）会造成激光切割机卡顿，缩短激光切割机的使用寿命。对碎线 的处理中，尤以呈圆弧状排列的碎线难度最大，因为圆弧的起止点、半径等参数均需肉眼判 断，误差难以控制，可靠性差。目前业内使用的图形处理程序SYLBDxfProcess中提供了类似 的拟合碎线功能，试图解决这类问题，但此程序的处理结果并未改变图形含有大量连续短 线的本质，有若干常见情形无法处理，并且偶尔会出现误差超过允许范围的结果，使用完毕 后需要人工校对，性能与实际需求相差甚远。

发明内容

本发明提供一种飞机样板激光切割编程图形的碎线拟合圆弧方法，目的是提高拟 合精度及准确性。

本发明是通过以下技术方案实施的：飞机样板激光切割编程图形的碎线拟合圆弧 方法，基于ObjecARX(VC)开发，具体方法为：

（1）获得选定的图形元素，分解其中的组合元素，具体过程为：

①提示用户选择，当用户完成选择后，将选择集中的图形的ID加入实体ID数组；

②如果实体ID数组不为空，依次打开实体ID数组中的每个图形，分解该图形；

③如果分解成功，将该图形的ID从实体ID数组中移除，并将分解的结果加入到实体ID 数组中；

（2）获取选择集中所有元素的特征点，具体过程为：

①遍历实体ID数组，依次打开每一个图形，如果图形是曲线，即直线或圆弧，则取其两 个端点和中点放入点数组中；

②建立内外两层循环，将外循环的点与内循环的逐一比较，如果发现坐标值相等，将该 点移出数组；

（3）用特征点拟合圆，调整圆心与半径，根据碎线信息截得圆弧，具体过程为：

①使用最小二乘法获得拟合特征点的圆；

②所有特征点依次与圆心构建矢量，方向沿半径向外，根据这些矢量之间的最小正角 判断出圆弧的两个端点，并用这两个端点定位圆心；

③获得由②所得的圆与两端点确定的劣弧的起止角与终止角，创建圆弧；

（4）判断拟合误差，具体过程为：

①获得拟合圆弧的起点、中点与终点，构建形状相同的几何类对象；

②对每一个特征点，计算点与该几何类对象的最小距离，并取其最大值为误差值；

③如果误差值小于等于行业规定的允许值，则删除（1）中选择的所有元素，将创建的圆 弧发送至模型空间并突出显示，同时发送拟合误差信息；否则关闭创建的圆弧，发送拟合失 败信息。

本发明的有益效果：本发明采用上述方案，可以快速地将圆弧状排列的碎线拟合 成整体的圆弧（如图2），而不是由多段直线或圆弧拼接而成；对于直线与圆弧相切的情况， 不改变切点位置；拟合不会出现误差大于行业规定最大误差的结果；对于局部法向误差过 大、局部断开等情形，仍能给出符合上述特性的结果。

本发明改变了现行技术拟合结果仍是多条短线的尴尬局面（如图3），拟合精度极 高，并且能由程序轻而易举地控制误差，避免了人为控制误差而引起的超差现象。另外，本 发明可以处理诸如局部断开之类的特殊情况，弥补了现行技术该方面的空白。本发明在适 用性与准确性上有了质的提高，为飞机样板激光切割编程图形的碎线拟合圆弧提高了可靠 的解决方案。

附图说明

图1为需要拟合的圆弧形碎线。

图2为本发明对图1的处理结果。

图3为现有技术对图1的处理结果。

具体实施方式

一种飞机样板激光切割编程图形的碎线拟合圆弧方法，具体方法为：

（1）获得选定的图形元素，分解其中的组合元素；

（2）获取选择集中所有元素的特征点；

（3）用特征点拟合圆，调整圆心与半径，根据碎线信息截得圆弧；

（4）判断拟合误差。