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基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征識別方法

文檔序號:8480790閱讀:409來源:國知局
基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征識別方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征識別方法,用 于飛機復(fù)雜結(jié)構(gòu)件數(shù)控程序的快速編制,為專業(yè)化、智能化CAD/CAPP/CAM集成系統(tǒng)"飛機 結(jié)構(gòu)件快速數(shù)控編程系統(tǒng)"提供自動特征識別的相關(guān)數(shù)據(jù),屬于飛機數(shù)字化數(shù)控編程技術(shù) 領(lǐng)域。
【背景技術(shù)】
[0002] 在各類常見的飛機結(jié)構(gòu)件中,筋特征(簡稱筋)廣泛存在于內(nèi)外形輪廓、槽腔之 中,或單獨作為凸臺筋存在。它的主要作用在于減輕結(jié)構(gòu)件的重量,加強關(guān)鍵部位的強度 等。筋的數(shù)控編程繁瑣且易出錯。因此提高數(shù)控編程效率是提高這類飛機結(jié)構(gòu)件加工效率 的關(guān)鍵。解決這個問題首先需要完成CAD系統(tǒng)向CAM、CAPP系統(tǒng)的信息傳遞,建立零件的實 體模型與加工特征、加工工藝之間的映射關(guān)系,從而為飛機結(jié)構(gòu)件的快速自動編程提供數(shù) 據(jù)信息。而特征識別技術(shù)是實現(xiàn)CAD/CAM/CAPP三者有機集成的理想接口。即對不同特征 的準(zhǔn)確、快速識別是實現(xiàn)數(shù)控編程、特征加工的首要前提。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 為解決上述問題,本發(fā)明提出基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征 識別方法,該方法能有效識別帶有細(xì)碎面的飛機結(jié)構(gòu)件中的筋特征。
[0004] 本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的:
[0005] 基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征識別方法,該方法實現(xiàn)的主要 步驟有:1)識別廣義腹板面;2)離散廣義腹板面邊界并對廣義腹板面進(jìn)行約束Delaunay 三角剖分;3)區(qū)別廣義腹板面中的平頂筋面和腹板面;4)提取并修改平頂筋面的中軸線; 5)構(gòu)建平頂筋面拆分子特征;6)識別并構(gòu)建斜筋。
[0006] 所述步驟1)識別廣義腹板面,包含(1)水平面的識別;(2)圓柱面的識別;
[0007] 所述的(1)水平面的識別,即首先識別Nurbus曲面中的近平面,提取每個平面的 體外法向N,計算其與加工側(cè)坐標(biāo)系Z軸的夾角0,判斷滿足條f
【主權(quán)項】
1. 基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征識別方法,其特征在于:該方法 實現(xiàn)的總體流程為:1)識別廣義腹板面;2)離散廣義腹板面邊界并對廣義腹板面進(jìn)行約束 Delaunay三角剖分;3)區(qū)別廣義腹板面中的平頂筋面和腹板面;4)提取并修改平頂筋面的 中軸線;5)構(gòu)建平頂筋面拆分子特征;6)識別并構(gòu)建斜筋。
2. 基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征識別方法,其特征在于:所述步驟 1) 識別廣義腹板面,包含(1)水平面的識別;(2)圓柱面的識別; 所述的(1)水平面的識別,即首先識別Nurbus曲面中的近平面,提取每個平面的體外
為正向水平面; 所述的(2)圓柱面的識別,即首先識別Nurbus曲面中的圓柱面,提取每個圓柱面的軸 線,計算其與加工側(cè)坐標(biāo)系Z軸的夾角9,對0 = JT/2的平面,凹圓柱面為底圓面;凸圓 柱面為過渡面。
3. 基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征識別方法,其特征在于:所述步驟 2) 離散廣義腹板面邊界并對廣義腹板面進(jìn)行約束Delaunay三角剖分,包含(1)離散廣義腹 板面邊界;(2)對廣義腹板面進(jìn)行約束Delaunay三角剖分; 所述的(1)離散廣義腹板面邊界,即保證邊界相鄰加密點間的距離小于平頂筋的平均 寬度w ; 所述的(2)對廣義腹板面進(jìn)行約束Delaunay三角剖分,即利用插入算法對待剖分區(qū)域 進(jìn)行Delaunay三角剖分,并將重心不在多邊形內(nèi)的三角形剔除。
4. 基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征識別方法,其特征在于:所述步驟 3) 區(qū)別廣義腹板面中的平頂筋面和腹板面,按照定義1和規(guī)則1進(jìn)行; 所述的定義1 :設(shè)加工坐標(biāo)系下的一個正向水平面為fh,Delaunay (fh)表示對fh執(zhí)行 約束Delaunay三角剖分,{ A J (i = 1,2, 3…n)是剖分后得到的三角形集,若A i的每條 邊的長度均小于I. 5w,則Ai稱為規(guī)范三角形;若厶i中至少兩條邊的長度大于I. 5w,則A i 稱為異常二角形; 所述的規(guī)則1,平頂筋面和腹板面的區(qū)分規(guī)則:設(shè){ A J (i = 1,2, 3,…,n)為水平面 4執(zhí)行Delaunay (f h)后得到的三角形集,{ A」} (j = 0, 1,2, 3…k, k彡n)為{ A J中的 異常三角形集合,若k > [n/3]+l,則fh為腹板面,否則f h為平頂筋面。
5. 基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征識別方法,其特征在于:所述步驟 4) 提取并修改平頂筋面的中軸線,包含(1)提取平頂筋面中軸線;(2)合并中軸線; 所述的(1)提取平頂筋面中軸線,即利用Delaunay三角剖分的結(jié)果來進(jìn)行:對拆分后 的三角形,只有一邊有鄰接三角形的為邊界三角形Ae,兩邊有鄰接三角形的為中間三角形 Am,三邊有鄰接三角形的為內(nèi)部三角形厶i,連接這三種三角形的中軸線可得平頂筋面的 中軸線網(wǎng)絡(luò),其中,三角形上屬于多邊形邊界的邊稱為界邊,兩鄰接三角形的公共邊稱為鄰 邊,則邊界三角形的中軸線為鄰邊中點與兩界邊交點的連線,中間三角形的中軸線為兩鄰 邊中點的連線,內(nèi)部三角形的中軸線為其重心與三條鄰邊中點的連線; 所述的(2)合并中軸線,即首先將所有中軸線在內(nèi)部三角形的重心處斷開使其成為獨 立的線段,然后利用規(guī)則2進(jìn)行合并; 所述的規(guī)則2,即中軸線合并規(guī)則:設(shè)某一平頂筋面f進(jìn)行約束Delaunay三角剖分 后,HM1,)二(吃1),對A n,其所關(guān)聯(lián)的中軸線為丨(《=3),若Sij在A "處的鄰接三角形 為A 1或八則刪除Sy否則,保留S m并取沿其曲線內(nèi)部走向的切矢Vy對于A "關(guān)聯(lián) 的任意兩條中軸線Sij, Sik(l彡j,k彡3),其關(guān)聯(lián)的切矢Vij與Vik間的最大夾角0 ijk= 1&?(〈¥^¥。),若0^彡0111(0"1為夾角合并閾值,最大取0 111=31),則中軸線51」和511;可 合并。
6. 基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征識別方法,其特征在于:所述步驟 5) 構(gòu)建平頂筋面拆分子特征,即提取每條中軸線末端的邊界三角形及其界邊,判斷界邊的 鄰接面是否為底圓面類型,若是則設(shè)置為當(dāng)前子特征的底圓面,并提取與該子特征底圓面 相切的鄰接面;若不是,則設(shè)置鄰接面為當(dāng)前子特征的限制元并保存鄰接面,以作為子特征 關(guān)聯(lián)斜筋的搜索面。
7. 基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征識別方法,其特征在于:所述步驟 6) 識別并構(gòu)建斜筋,即獲取平頂筋面的斜筋搜索面,判斷每個搜索面的加工面類型,提取其 中的斜向加工面,計算搜索面的主面寬度,對符合設(shè)定筋寬閾值的主面,提取其關(guān)聯(lián)的圓柱 面作為斜筋的過渡面或底圓面,構(gòu)造斜筋節(jié)點,并根據(jù)主面的幾何類型設(shè)置當(dāng)前斜筋的類 型(斜頂筋或曲頂筋),根據(jù)主面或底圓面,提取其關(guān)聯(lián)的側(cè)壁面作為限制面,設(shè)置當(dāng)前斜 筋節(jié)點為相應(yīng)平頂筋面拆分特征的子節(jié)點。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種基于約束Delaunay三角剖分的飛機結(jié)構(gòu)件筋特征識別方法,該方法實現(xiàn)的總體流程為:1)識別廣義腹板面;2)離散廣義腹板面邊界并對廣義腹板面進(jìn)行約束Delaunay三角剖分;3)區(qū)別廣義腹板面中的平頂筋面和腹板面;4)提取并修改平頂筋面的中軸線;5)構(gòu)建平頂筋面拆分子特征;6)識別并構(gòu)建斜筋。實踐證明,該方法具有識別效率高、速度快、占用空間小等特點,可用于飛機結(jié)構(gòu)件筋特征的識別與構(gòu)建,以提高快速數(shù)控編程的效率并顯著減少工藝員工作量。
【IPC分類】G05B19-4097
【公開號】CN104820401
【申請?zhí)枴緾N201510111795
【發(fā)明人】鄭國磊, 周敏, 朱俊標(biāo), 陳樹林
【申請人】北京航空航天大學(xué), 沈陽飛機工業(yè)(集團)有限公司
【公開日】2015年8月5日
【申請日】2015年3月13日
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