[发明专利]飞机结构件三维设计模型质量检测系统及方法

说明书

飞机结构件三维设计模型质量检测系统及方法，系统以现有CAD/CAM系统为平台，包括工艺资源与知识库管理模块、模型质量检测模块以及检测结果分析模块三部分，该系统建立在三维数字化零件模型基础上，较系统和准确地体现并支持飞机结构件三维设计模型质量检测的专业化流程，可大量减少设计模型质量检测过程中所需的人机交互操作，有效解决由于设计人员经验不足导致设计模型质量不稳定、模型设计不合理等问题，能显著提高设计模型质量检测的效率和质量，提升CAD/CAM系统的专业化和智能化水平。

技术领域

本发明设计一种飞机结构件三维设计模型质量检测系统及方法，应用于飞机结构件三维设计模型质量检测，进而缩短飞机构件的加工准备时间，提高生产率，降低成本，属于飞机结构件数字化智能加工领域。

背景技术

现代飞机结构中大量采用整体结构件的形式以满足结构件的强度、刚度要求。但是结构件具有尺寸大、型腔多、壁板薄、结构复杂等特点，其数模表面通常具有数以千计的拓扑面，包含大量的几何与拓扑信息，虽然各曲面的几何类型相对简单，但由于各种原因，使得模型中存在诸多质量问题：(1)零件模型中大量存在的设计缺陷会导致系统无法正确地识别并构建加工特征；(2)零件特征层面的工艺性缺陷可能导致加工过程异常复杂、系统工艺方案自动规划失效；(3)指定加工坐标系下，对于可加工性信息复杂的模型表面，系统可能无法成功完成其可加工区域的自动构建过程。而传统人工模型检测存在效率低、可靠性差的固有缺陷，进而影响到飞机结构件的加工效率和质量，延长了飞机的制造周期。

发明内容

为了解决上述存在的问题，本发明提供一种飞机结构件三维设计模型质量检测系统及方法。

本发明的目的是通过下述技术方案实现的：

一种飞机结构件三维设计模型质量检测系统及方法，该系统是建立在现有CAD/CAM系统平台上，由工艺资源与知识库管理模块、模型质量检测模块、检测结果分析模块三个模块组成。其中：

所述的现有CAD/CAM系统平台为“飞机结构件三维设计模型质量检测系统”提供平台支撑，系统首先在该平台上建立飞机结构件三维零件模型，并与系统的三大模块进行数据交换，辅助实现模型质量检测和检测结果分析；

所述的工艺资源与知识库管理模块，为系统提供基础数据支撑、数据库与其他模块进行数据交换的接口，以及支撑数据库的管理，其中数据库包括产品模型库、机床数据库、刀具数据库、工艺知识库以及检测规则库等；另外通过建立数据库与其他模块的数据接口，实现不同模块间的数据传输、管理与调用，完成数据库与“飞机结构件三维设计模型质量检测系统”的连接，实现数据库资源共享与管理；数据库管理包括数据的查询、删除、修改、保存以及推理，方便数据库的更新与维护；

所述的模型质量检测模块是系统功能核心模块，主要包括以下单元：

零件尺寸及精度检测单元：结合工艺资源与知识库管理模块中的数据支撑，对模型上尺寸标注的规范性，尺寸、形状及相互位置精度的规范性、正确性与合理性进行检测。

特征工艺性检测单元：首先根据飞机结构件的数字化三维模型进行整体零件的加工特征识别，获取零件的所有加工特征；其次根据特征识别结果，构建特征的加工区域，获取相关几何参数；再结合工艺资源与知识库管理模块中的数据支撑，对特征加工区域与工艺资源映射分析实现特征工艺性检测。

曲面元素检测单元：对于建模导致的面的不可加工问题，通过特征识别后获得面的相关数据，分析面间的几何关系和拓扑关系进行检测；对于微小尺寸面相关问题，通过计算其面积、面长比来进行检测；对于变异面、尖角面、不连续面等问题，通过面曲率、面连续性的计算进行检测。

建模质量检测单元：对于变异的倒圆面，通过特征识别得到面相关数据进行检测；对倒圆多余或缺失问题，通过特征识别利用相关信息进行检测。