[发明专利]一种飞机装配型架内型板快速设计方法

说明书

本发明涉及一种飞机装配型架内型板快速设计方法，属于飞机的数字化制造领域。归纳统一出内型板凸台的草图模板并提取出关键参数，作为重复设计内型板的模板；通过设计驱动按钮，建模环境中导入草图模板，通过特征识别技术约束修剪指定特征形成封闭的草图，拉伸封闭的草图生成内型板凸台；并设计快速提取算法与自动延伸算法，提取出蒙皮的内表面自动延伸，分割凸台生成内型板的工作面；应用草图模板参数化技术批量建模内型板凹槽；本发明的内型板快速设计方法缩短了设计时间，降低了设计劳动强度，提高了飞机装配型架内型板的设计效率。

技术领域

本发明涉及一种飞机装配型架内型板快速设计方法，属于飞机的数字化制造领域。

背景技术

飞机产品结构的零件数量众多，且绝大多数为刚性较低的薄壁类零件。飞机装配型架是飞机装配过程中的具有定位要求的工艺装备，保证飞机产品的互换协调与几何参数。在飞机制造中，装配型架的制造占全机工装制造量的一半。相关资料统计，40%以上的飞机装配工作是在装配型架中完成，其设计制造周期极大的影响飞机制造周期。型架主要由骨架、外形定位件、接头定位件、夹紧件及辅助设备等部分组成。其中外形定位件是保证飞机气动外形准确度的定位元件，其工作表面与飞机气动外形密切相关。外形定位件的一般形式有卡板、内型板、支托件等。

内型板作为飞机装配工装外形定位件的一种，用于从内形定位飞机蒙皮。飞机装配过程中大量使用内型板。目前的设计仍然是依靠人工在通用的CAD/CAM平台上进行交互式设计，操作繁琐、设计效率低、重复工作量大、规范性不足，主要体现在：(1)内型板设计需要首先建模一个初始的凸台，这个初始凸台的草图复杂，每设计一个内型板都需要交互绘制这个复杂的草图，重复工作量大；(2)内型板与蒙皮内表面的贴合面是通过提取的蒙皮内表面并沿着上下边界线延伸一段曲面，再分割上述凸台得到的，蒙皮内表面上的面数量多且结构复杂，获取用来分割的蒙皮内表面是一个瓶颈问题；(3)蒙皮内部存在着起支撑作用的长桁，内型板需要在长桁通过的位置设计凹槽，长桁的数量很多，人工绘制这些通过长桁的凹槽的草图耗时耗力。上述问题影响了飞机装配工装内型板的设计效率，制约了飞机制造生产准备过程。目前，国内针对飞机装配型架内型板快速设计方面还没有探索，未形成快速设计方法。

发明内容

本发明要解决的问题是：针对以上设计难题，提供一种快速、可靠的飞机装配型架内型板的设计方法。

为了解决上述技术问题，本发明目的在于提出的技术方案是：一种飞机装配型架内型板的快速设计方法，现介绍如下：

本发明飞机装配型架内型板的快速设计方法的关键创新点在于：(1)将草图模板参数化技术首次应用到内型板凸台建模中；(2)设计快速提取算法和自动延伸算法，快速获得延伸的蒙皮内表面曲面，用于分割内型板凸台生成完全贴合蒙皮内表面的内型板的工作面；(3)将草图模板参数化技术首次用于内型板凹槽建模中，并发明批量草图模板方法适应批量凹槽建模要求。

本发明为了实现上述目的，采用如下技术方案：

一种飞机装配型架内型板快速设计方法，该设计方法如下：

归纳统一出内型板凸台的草图模板并提取出关键参数，作为重复设计内型板的模板；

快速设计方法提供交互对话框，交互对话框分为内型板设计依据输入窗口、设计驱动按钮、草图模板示意窗口及参数显示编辑窗口；

在内型板设计依据输入窗口中输入飞机理论外形、内型板轴线面和内型板水平基准面，通过设计驱动按钮，建模环境中导入草图模板，基于特征识别技术约束修剪指定特征形成封闭的草图，拉伸封闭的草图生成内型板凸台；

根据设计需要，修改参数同步更新凸台数模，直到设计出符合尺寸要求的内型板凸台。

进一步的，针对蒙皮内表面提取及延伸问题，结合蒙皮结构设计快速提取算法和自动延伸算法，并应用CATIA_CAA二次开发方式实现该算法。