飞机复杂构件数控加工工装标准定位器自动选取方法

摘要

本发明提供一种飞机复杂构件数控加工工装标准定位器自动选取方法，通过计算可定位域定义系和产品接头位置、确定候选定位器、优选定位器等过程来自动确定满足定位要求的标准定位器型号与规格。该方法能够应用于“飞机复杂构件快速数控加工准备系统”中“工装快速生成子系统”标准定位器自动选取程序的开发。提高了工装设计效率、缩短工装研制乃至整个生产准备周期，具有良好的应用效益。此外，本发明也可推广应用到飞机制造工装其它专用标准件的自动调用。应用该方法，只需通过人工选取产品接头以及定位器支撑面，可以自动选择标准定位器，实现定位器自动化智能化快速设计，提高复杂构件数控加工工装的设计效率和质量，从而缩短飞机研制周期。

主权项

1.飞机复杂构件数控加工工装标准定位器自动选取方法，步骤如下：(1)计算标准定位器的可定位域：计算过程为：①根据产品接头位置和方向，确定定位器工作面；②应用工作面计算支撑元件的截面和截面尺寸；③根据支撑元件截面尺寸，计算各类型中所有规格定位器的单域；④根据支撑元件截面位置及可定位域定义系的设定，计算可定位域定义系在工装设计坐标系中的位置和坐标轴方向；(2)计算产品接头位置：计算过程为：①根据复杂构件设计坐标系在工装设计空间内方位，计算产品接头在工装设计坐标系中的位置；②根据产品接头在工装空间中的位置，计算其在可定位域定义系中的位置坐标；其中整个计算过程涉及三个坐标系：复杂构件设计坐标系O_dX_dY_dZ_d、可定位域定义系O_lX_lY_lZ_l和工装设计坐标系O_fX_fY_fZ_f，前两`者均定义在工装设计坐标系中；所述的计算产品接头在工装设计坐标系的位置方法为：设所述的计算产品接头在复杂构件设计坐标系O_dX_dY_dZ_d中的位置为P(x_d，y_d，z_d)，那么P在工装设计系O_fX_fY_fZ_f中为位置中(x_f，y_f，z_f)为：$\left\{\begin{array}{c}{x}_f=\overrightarrow{O_{f}P}·\overrightarrow{X_f}\\ y_f=\overrightarrow{O_{f}P}·\overrightarrow{Y_f}\\ z_f=\overrightarrow{O_{f}P}·\overrightarrow{Z_f}\end{array}\right.$其中，为工装设计坐标系原点O_f至P点的矢量，与分别为工装设计坐标系方向矢量；所述的产品接头在可定位域定义系中位置坐标的计算方法为：P在可定位域定义系O_lX_lY_lZ_l中的位置(x_l^j，y_l^j，z_l^j)为：$\left\{\begin{array}{c}{x}_l^j=\overrightarrow{O_{l}P}·\overrightarrow{X_l}\\ y_l^j=\overrightarrow{O_{l}P}·\overrightarrow{Y_l}\\ z_l^j=\overrightarrow{O_{l}P}·\overrightarrow{Z_l}\end{array}\right.$其中，为可定位域定义系原点至P点的矢量，与分别为定义系的方向矢量；(3)确定候选定位器：根据候选定位器选择依据选择满足条件的定位器；将步骤(2)求得的产品接头在可定位域定义系中的位置坐标(x_l^j，y_l^j)代入到如下所示的可定位域计算公式，如果满足条件，则该定位器为可供选用的定位器；$\left\{\begin{array}{c}{x}_l\le x_l^j\le x_l+l_l\\ y_l\le y_l^j\le y_l+w_l\end{array}\right.$其中，(x_l，y_l)为产品接头在定义系中的位置，(l_l，w_l)为可定位域分别沿X_l和Y_l方向的大小；(4)优选定位器：若候选定位器不是唯一，则需要根据优选规则从中选择一个作为最优先使用的定位器；所述的优选规则为：①形状匹配原则，即：若工作头的基础形状为块状，优先选择双导杆标准定位器；否则，亦即工作头的基础形状为柱体，选择单导杆定位器；②最小规格原则：若同一类型定位器中同时有多个适用的规格，则优先选择其中的最小规格。