本申请涉及飞机加工领域，具体的说是一种飞机结构件外形特征加工分区方法，该方法首先获取飞机结构件外形特征所有几何面；依据几何面属性定义对外形特征所有几何面属性进行识别，并建立几何面之间的关联关系；制定外形面分区加工原则，并对外形特征几何面进行初分区；通过考虑工艺凸台、压板等，建立外形加工干涉物同外形几何面的位置关系；依据干涉物位置对外形加工初分区结果进行二次分区，从而获得考虑凸台、压板等干涉因素的结构件外形特征加工分区结果，为外形特征加工程序自动生成提供依据。
1.一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法，其特征在于：针对飞机结构件外形特征，依据几何面属性定义对外形特征所有几何面属性进行识别，并建立外形几何面之间的关联关系；依据外形面分区加工原则，对外形特征几何面进行初分区；然后获取干涉物位置及形状信息，建立干涉物同外形几何面的位置关系；最后依据干涉物位置对外形加工初分区结果进行二次分区，最终获得飞机结构件外形特征加工自动分区结果；
所述的干涉物同外形几何面的位置关系建立方法如下：(1)针对每个干涉物，计算其包络体中心到外形特征所有几何面的最小距离；
(3)在该外形面上创建与包络体中心距离最小的点，将该创建点与外形面作为干涉物的属性信息进行存储，依据上述信息即可获取干涉与同外形面的位置关系；
依据干涉物位置对外形加工初分区结果进行二次分区的方法如下：(1)首先从初分区结果中获取第一个初分区组合FC1，从中读取存储的第一个面fc1，作为当前面fCN；
(3)面fCN上无干涉物关联点时，如此时无新建的二次分区组合时，则创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将面fCN存储到当前二次分区组合中；如此时已存在新建的二次分区组合时，则将面fCN存储到当前二次分区组合中；
如果初分区组合FC1中几何面数量大于1，则获取该初分区组合FC1中同fc1相连接的下一几何面fc2，并将fc2作为当前面fCN，继续步骤(2)；如果初分区组合FC1中只有一个几何面，则此面独立构成一个新的二次分区组合，当前二次分区组合创建完毕；然后从初分区结果中获取下一个初分区组合，继续步骤(1)；
(4)如面fCN上存在干涉物关联点，沿顺时针方向取第一个干涉物关联点作为当前干涉物关联点，依据当前干涉物关联点得到与之对应的干涉物信息，并从干涉物属性中获取干涉物与零件连接片的宽度d，将干涉物关联点分别沿逆时针方向和顺时针方向偏移d/2，得到偏移点PO1和PO2；
(5)对获取的所有二次分区组合进行进一步筛选判断，原则如下：如二次分区组合中只有起始、限制元素而没有几何面信息时，则将该二次分区组合删除；
对所有二次分区组合中的几何面进行遍历，如出现同一几何面在同一个二次分区组合中出现多次，则删除重复出现的几何面；
A)当偏移点PO1超出面fCN的起始边，且偏移点PO2超出面fCN的终止边时，如此时存在未完成创建的二次分区组合，则将当前干涉物连接片起始面作为当前二次分区组合的终止元素，当前二次分区组合创建完毕；
从初分区组合FC1中获取同fCN相连接的下一几何面作为当前面fCN，如果组合FC1中只有一个几何面，则从初分区组合中获取下一分区组合中的第一个面作为当前面fCN，创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将当前干涉物连接片终止面作为该分区组合的起始限制元素，重复步骤(2)；
B)当偏移点PO1超出面fCN的起始边，偏移点PO2未超出面fCN的终止边时，如此时存在未完成创建的二次分区组合，则将当前干涉物连接片起始面作为当前二次分区组合的终止元素，当前二次分区组合创建完毕；创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将面fCN存储到当前二次分区组合中；
C)当偏移点PO1未超出面fCN的起始边，偏移点PO2未超出面fCN的终止边时，如此时无新建的二次分区组合时，则创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合；将面fCN存储到当前二次分区组合中，以当前干涉物关联点对应干涉物连接片起始面为当前二次分区组合的终止限制元素；如果当前二次分区组合是新建的，则以面fCN起始边为当前二次分区组合的起始限制元素，当前二次分区组合创建完毕；创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将面fCN存储到当前二次分区组合中；重复步骤B)；
D)当偏移点PO1未超出面fCN的起始边，偏移点PO2超出面fCN的终止边时，如此时无新建的二次分区组合时，则创建新的二次分区组合，并将该组合设为当前二次分区组合；将面fCN存储到当前二次分区组合中；以当前干涉物连接片起始面作为当前二次分区组合的终止元素，当前二次分区组合创建完毕；
①当前面fCN已是当前初分区组合中最后一个面时，从初分区结果中获取下一个初分区组合，继续步骤(1)，直到初分区结果中所有初分区组合全部计算完毕；
②当前面fCN不是当前初分区组合中最后一个面时，创建新的二次分区组合，并将该组合设为当前二次分区组合；以当前干涉物关联点对应干涉物连接片终止面作为当前二次分区组合的起始限制元素；在当前初分区组合中找到同该面相连接的下一几何面信息，并将该面设为当前面信息，继续步骤(2)，直到该初分区组合中所有几何面全部计算完毕。
2.根据权利要求1所述的一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法，其特征在于：外形几何面之间的关联关系主要是指外形面同相邻其他外形面的凹凸连接关系，判断方法如下；
(1)首先依据几何面的拓扑结构获取两相邻面的连接边，并在连接边上依据端点信息得到连接边的中点O；
(2)获取相邻几何面的几何中心点P1、P2及中心点处的几何面法矢V1、V2；
(3)选取其中任一法矢为基准，如选取V1，判断另一法矢对应几何面几何中心点P2在法矢V1的顺时针或逆时针方向；
(4)沿P2所在V1的顺时针或逆时针方向求解法矢V1到V2的夹角α；
(5)如果夹角α>180，则两相邻面的连接关系为凹连接，否则连接关系为凸连接。
3.根据权利要求1所述的一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法，其特征在于：外形面分区加工原则是当外形面与邻接面的连接关系为凸连接时，则进行外形分区。
4.根据权利要求1所述的一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法，其特征在：外形特征几何面初分区方法为首先由人工选取外形特征起始面，以此面为基准，沿顺时针方向依次搜索邻接外形面，判断同邻接外形面的连接关系，如果为凹连接，则将此邻接外形面进行存储，并以此邻接外形面作为起始面继续搜索其邻接外形面，判断连接关系，直至连接关系为凸连接时停止搜索，将上述存储的外形面作为一个分区组合；以搜索到的凸连接邻接外形面作为下一循环起始面，搜索邻接外形面，构建分区组合，直至外形特征所有几何面搜索完毕；
(1)由人工选取外形特征起始面的原则包括尽量选择开敞，无干涉区域；
(2)沿顺时针方向依次搜索邻接外形面中顺时针方向的判断方法如下：首先获取同起始面具有连接关系的外形面；然后得到起始面及其邻接外形面的几何中心；计算起始面几何中心处的法矢；以起始面几何中心处法矢为基准，判断其邻接外形面几何中心在该法矢的顺时针或逆时针方向，如果在顺时针方向，则该几何中心所对应的外形面在起始面的顺时针方向；
(3)分区组合从每次循环搜索开始，依次记录最初起始面及相邻凹连接的外形面，直至出现凸连接外形面截止，每个分区组合中的外形面不重复，且每一个外形面只出现在一个分区组合中；
(4)对于初分区组合中的所有面，沿顺时针方向获取几何面的起始边和终止边信息，将起始边、终止边及顺时针方向作为几何面属性进行存储。
5.根据权利要求1所述的一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法，其特征在于：所述干涉物位置及形状信息获取方法如下：(1)获取飞机结构件最小长方体包络体，长方体长边、宽边组成平面的法矢设定为飞机结构件主方向ρ；
(3)将工艺凸台、压板干涉物沿飞机结构件主方向ρ在平面a上进行投影，得到投影的最大轮廓；
(4)为对干涉物进行统一描述，以长方体对干涉物进行包络，首先以长方形构建投影的最小轮廓，并沿飞机结构件主方向ρ进行拉伸，得到各干涉物的最小长方体包络体；
(5)获取每个干涉物的长方体包络体中心，作为干涉物的位置信息；
(6)获取每个干涉物同零件外形连接片的宽度信息，沿顺时针方向依次得到连接片起始面和终止面，将上述信息作为干涉物属性进行存储。
6.根据权利要求1所述的一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法，其特征在于：外形特征加工分区结果分为三部分，即连接片上方加工区域、连接片下方加工区域和连接片之间加工区域；其中连接片指工艺凸台同零件外形的连接部位；针对不同区域加工分区计算方法如下：
(1)对于连接片上方加工区域和下方加工区域，由于在加工中，无需考虑连接片的干涉问题，因此此区域可直接依据初分区结果进行加工；
(2)对于连接片之间加工区域，在初分区结果基础上，需进一步考虑连接片干涉问题，进行二次分区；
(3)外形特征加工分区组合中的信息包括起始元素、几何面和终止元素。
7.根据权利要求1所述的一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法，其特征在于：步骤B)具体为：
①当前面fCN上只有一个干涉物关联点未计算时a)如果当前面fCN已是当前初分区组合中最后一个面时，则以当前干涉物关联点对应干涉物连接片终止面作为当前二次分区组合的起始限制元素，以当前面fCN的终止边作为当前二次分区组合的终止限制元素，当前二次分区组合创建完毕；从初分区结果中获取下一个初分区组合，继续步骤(1)，直到初分区结果中所有初分区组合全部计算完毕；
b)如果当前面fCN不是当前初分区组合中最后一个面时，则以当前干涉物关联点对应干涉物连接片终止面作为该面的起始限制元素；在当前初分区组合中找到同该面相连接的下一几何面信息，并将该面设为当前面信息，继续步骤(2)，直到该初分区组合中所有几何面全部计算完毕；
②如当前面fCN上尚有多个干涉物关联点未计算时a)以当前干涉物关联点对应干涉物连接片终止面作为当前二次分区组合的起始限制元素；获取当前面下一个干涉物关联点，并设为当前干涉物关联点，以该干涉物关联点对应干涉物连接片起始面作为当前二次分区组合的终止元素，当前二次分区组合创建完毕；
b)创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将面fCN存储到当前二次分区组合中；重复步骤a)，直到当前干涉物关联点为当前面对应的最后一个干涉物关联点；
创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合；依据步骤(4)中对于干涉物关联点偏移点的判断方法，对当前干涉物关联点进行判断，该干涉物关联点沿顺时针方向偏移点未超出当前面fCN的终止边时，将面fCN存储到当前二次分区组合中；重复步骤①。
一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法
技术领域
[0001] 本申请涉及飞机加工领域，具体的说是一种飞机结构件外形特征加工分区方法。
背景技术
[0002] 数控工艺设计是结构件研制中的重要环节，直接影响零件最终加工质量。作为飞机气动外形的重要组成部分，结构件外形包含大量曲面等复杂特征。此外结构件加工多采
用凸台压紧方式进行装夹，导致结构件外形加工中存在多种干涉因素，使得结构件外形特
征加工程序编制繁琐，主要采用“人机交互、以人为主”的计算机辅助制造模式，严重依赖人
工经验、效率低、质量稳定性差。
[0003] 现有专利如专利申请号为201510750777.4，申请日为2015‑11‑06，名称为《一种飞机模型的数控加工方法》的发明专利，其技术方案如下：本发明公开了一种飞机模型的数控
加工方法，具体按照以下步骤实施：步骤1、按照结构特征将飞机模型进行分区；步骤2、按照
步骤1的分区分别加工飞机模型的背面，在飞机模型的背面加工工艺凸台；步骤3、按照步骤
1的分区分别加工加工飞机模型的正面；步骤4、切除飞机模型背面的工艺凸台或者将飞机
模型背面的加工工艺凸台加工成空速管，通过打抛光蜡或研磨剂进行表面的处理，完成飞
机模型的加工。但由于飞机结构件外形特征复杂，且在编程过程中需要考虑多种干涉物，因
此目前公开的自动工艺决策及加工分区方法中主要为结构件腹板、转角等特征，上述专利
尚未涉及到结构件外形特征加工自动分区及工艺决策方法。
发明内容
[0004] 针对飞机结构件外形特征编程过程需考虑多种干涉物，编程过程复杂，依赖人工经验，效率和质量难以保证的问题，本申请提出了一种飞机结构件外形特征加工自动分区
方法，可实现外形特征加工自动分区，为外形特征自动编程提供支撑。
[0005] 为实现上述技术效果，本申请技术方案如下：
[0006] 一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法，包括如下步骤：针对飞机结构件外形特征，依据几何面属性定义对外形特征所有几何面属性进行识别，并建立外形几何面之
间的关联关系；依据外形面分区加工原则，对外形特征几何面进行初分区；然后获取零件工
艺凸台、压板等干涉物位置及形状信息，建立干涉物同外形几何面位置关系；最后依据干涉
物位置对外形加工初分区结果进行二次分区，最终获得飞机结构件外形特征加工自动分区
结果。
[0007] 所述的外形几何面之间的关联关系主要是指外形面同相邻其他外形面的凹凸连接关系，判断方法如下；
[0008] (1)首先依据几何面的拓扑结构获取两相邻面的连接边，并在连接边上依据端点信息得到连接边的中点O；
[0009] (2)获取相邻几何面的几何中心点P1、P2及中心点处的几何面法矢V1、V2；
[0010] (3)选取其中任一法矢为基准，如选取V1，判断另一法矢对应几何面几何中心点P2在法矢V1的顺时针或逆时针方向；
[0011] (4)沿P2所在V1的顺时针或逆时针方向求解法矢V1到V2的夹角α；
[0012] (5)如果夹角α>180，则两相邻面的连接关系为凹连接，否则连接关系为凸连接。
[0013] 外形面分区加工原则是当外形面与邻接面的连接关系为凸连接时，则进行外形分区；
[0014] 外形特征几何面初分区方法为首先由人工选取外形特征起始面，以此面为基准，沿顺时针方向依次搜索邻接外形面，判断同邻接外形面的连接关系，如果为凹连接，则将此
邻接外形面进行存储，并以此邻接外形面作为起始面继续搜索其邻接外形面，判断连接关
系，直至连接关系为凸连接时停止搜索，将上述存储的外形面作为一个分区组合；以搜索到
的凸连接邻接外形面作为下一循环起始面，搜索邻接外形面，构建分区组合，直至外形特征
所有几何面搜索完毕；
[0015] (1)由人工选取外形特征起始面的原则包括尽量选择开敞，无干涉区域；
[0016] (2)沿顺时针方向依次搜索邻接外形面中顺时针方向的判断方法如下：首先获取同起始面具有连接关系的外形面；然后得到起始面及其邻接外形面的几何中心；计算起始
面几何中心处的法矢；以起始面几何中心处法矢为基准，判断其邻接外形面几何中心在该
法矢的顺时针或逆时针方向，如果在顺时针方向，则该几何中心所对应的外形面在起始面
的顺时针方向；
[0017] (3)分区组合从每次循环搜索开始，依次记录最初起始面及相邻凹连接的外形面，直至出现凸连接外形面截止，每个分区组合中的外形面不重复，且每一个外形面只出现在
一个分区组合中；
[0018] (4)对于初分区组合中的所有面，沿顺时针方向获取几何面的起始边和终止边信息，将起始边、终止边及顺时针方向作为几何面属性进行存储；
[0019] 所述的零件工艺凸台、压板等干涉物位置及形状信息获取方法如下：
[0020] (1)获取飞机结构件最小长方体包络体，长方体长边、宽边组成平面的法矢设定为飞机结构件主方向ρ；
[0021] (2)构建同飞机结构件主方向垂直的平面a；
[0022] (3)将工艺凸台、压板等干涉物沿飞机结构件主方向ρ在平面a上进行投影，得到投影的最大轮廓；
[0023] (4)为对干涉物进行统一描述，以长方体对干涉物进行包络，首先以长方形构建投影的最小轮廓，并沿飞机结构件主方向ρ进行拉伸，得到各干涉物的最小长方体包络体；
[0024] (5)获取每个干涉物的长方体包络体中心，作为干涉物的位置信息；
[0025] (6)获取每个干涉物同零件外形连接片的宽度信息，沿顺时针方向依次得到连接片起始面和终止面，将上述信息作为干涉物属性进行存储；
[0026] 所述的干涉物同外形几何面的位置关系建立方法如下：
[0027] (1)针对每个干涉物，计算其包络体中心到外形特征所有几何面的最小距离；
[0028] (2)从所有距离中找到距离最小值及对应的外形面；
[0029] (3)在该外形面上创建与包络体中心距离最小的点，该点即为干涉物关联点，将干涉物关联点与外形面作为干涉物属性信息进行存储，依据上述信息即可获取干涉物同外形
面的位置关系；
[0030] 所述的外形特征加工分区结果可分为三部分，即连接片上方加工区域、连接片下方加工区域和连接片之间加工区域；其中连接片指工艺凸台同零件外形的连接部位；针对
不同区域加工分区计算方法不同：
[0031] (1)对于连接片上方加工区域和下方加工区域，由于在加工中，无需考虑连接片的干涉问题，因此此区域可直接依据初分区结果进行加工；
[0032] (2)对于连接片之间加工区域，在初分区结果基础上，需进一步考虑连接片干涉问题，进行二次分区；
[0033] (3)外形特征加工分区组合中的信息包括起始元素、几何面和终止元素；
[0034] 所述的依据干涉物位置对外形加工初分区结果进行二次分区的方法如下：
[0035] (1)首先从初分区结果中获取第一个初分区组合FC1，从中读取存储的第一个面fc1，作为当前面fCN；
[0036] (2)判断面fCN上是否存在如权利要求7中所述的干涉物关联点；
[0037] (3)面fCN上无干涉物关联点时
[0038] 如此时无新建的二次分区组合时，则创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将面fCN存储到当前二次分区组合中；如此时已存在新建的二次分区组合时，
则将面fCN存储到当前二次分区组合中；
[0039] 如果初分区组合FC1中几何面数量大于1，则获取该初分区组合FC1中同fc1相连接的下一几何面fc2，并将fc2作为当前面fCN，继续步骤(2)；如果初分区组合FC1中只有一个几
何面，则此面独立构成一个新的二次分区组合，当前二次分区组合创建完毕；然后从初分区
结果中获取下一个初分区组合，继续步骤(1)；
[0040] (4)如面fCN上存在干涉物关联点，沿顺时针方向取第一个干涉物关联点作为当前干涉物关联点，依据当前干涉物关联点得到与之对应的干涉物信息，并从干涉物属性中获
取干涉物与零件连接片的宽度d，将干涉物关联点分别沿逆时针方向和顺时针方向偏移d/
2，得到偏移点PO1和PO2；
[0041] A)当偏移点PO1超出面fCN的起始边，且偏移点PO2超出面fCN的终止边时
[0042] 如此时存在未完成创建的二次分区组合，则将当前干涉物连接片起始面作为当前二次分区组合的终止元素，当前二次分区组合创建完毕；
[0043] 从初分区组合FC1中获取同fCN相连接的下一几何面作为当前面fCN，如果组合FC1中只有一个几何面，则从初分区组合中获取下一分区组合中的第一个面作为当前面fCN，创建
新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将当前干涉物连接片终止面作为该
分区组合的起始限制元素，重复步骤(2)；
[0044] B)当偏移点PO1超出面fCN的起始边，偏移点PO2未超出面fCN的终止边时
[0045] 如此时存在未完成创建的二次分区组合，则将当前干涉物连接片起始面作为当前二次分区组合的终止元素，当前二次分区组合创建完毕；创建新的二次分区组合，将该组合
设为当前二次分区组合，将面fCN存储到当前二次分区组合中；
[0046] ①当前面fCN上只有一个干涉物关联点未计算时
[0047] a)如果当前面fCN已是当前初分区组合中最后一个面时，则以当前干涉物关联点对应干涉物连接片终止面作为当前二次分区组合的起始限制元素，以当前面fCN的终止边作为
当前二次分区组合的终止限制元素，当前二次分区组合创建完毕；从初分区结果中获取下
一个初分区组合，继续步骤(1)，直到初分区结果中所有初分区组合全部计算完毕；
[0048] b)如果当前面fCN不是当前初分区组合中最后一个面时，则以当前干涉物关联点对应干涉物连接片终止面作为该面的起始限制元素；在当前初分区组合中找到同该面相连接
的下一几何面信息，并将该面设为当前面信息，继续步骤(2)，直到该初分区组合中所有几
何面全部计算完毕；
[0049] ②如当前面fCN上尚有多个干涉物关联点未计算时
[0050] a)以当前干涉物关联点对应干涉物连接片终止面作为当前二次分区组合的起始限制元素；获取当前面下一个干涉物关联点，并设为当前干涉物关联点，以该干涉物关联点
对应干涉物连接片起始面作为当前二次分区组合的终止元素，当前二次分区组合创建完
毕；
[0051] b)创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将面fCN存储到当前二次分区组合中；重复步骤a)，直到当前干涉物关联点为当前面对应的最后一个干涉物关
联点；创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合；依据步骤(4)中对于干涉
物关联点偏移点的判断方法，对当前干涉物关联点进行判断，该干涉物关联点沿顺时针方
向偏移点未超出当前面fCN的终止边时，将面fCN存储到当前二次分区组合中；重复步骤①；
[0052] C)当偏移点PO1未超出面fCN的起始边，偏移点PO2未超出面fCN的终止边时
[0053] 如此时无新建的二次分区组合时，则创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合；将面fCN存储到当前二次分区组合中，以当前干涉物关联点对应干涉物连接
片起始面为当前二次分区组合的终止限制元素；如果当前二次分区组合是新建的，则以面
fCN起始边为当前二次分区组合的起始限制元素，当前二次分区组合创建完毕；创建新的二
次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将面fCN存储到当前二次分区组合中；重复步
骤B)中的①、②；
[0054] D)当偏移点PO1未超出面fCN的起始边，偏移点PO2超出面fCN的终止边时
[0055] 如此时无新建的二次分区组合时，则创建新的二次分区组合，并将该组合设为当前二次分区组合；将面fCN存储到当前二次分区组合中；以当前干涉物连接片起始面作为当
前二次分区组合的终止元素，当前二次分区组合创建完毕；
[0056] ①当前面fCN已是当前初分区组合中最后一个面时，从初分区结果中获取下一个初分区组合，继续步骤(1)，直到初分区结果中所有初分区组合全部计算完毕；
[0057] ②当前面fCN不是当前初分区组合中最后一个面时，创建新的二次分区组合，并将该组合设为当前二次分区组合；以当前干涉物关联点对应干涉物连接片终止面作为当前二
次分区组合的起始限制元素；在当前初分区组合中找到同该面相连接的下一几何面信息，
并将该面设为当前面信息，继续步骤(2)，直到该初分区组合中所有几何面全部计算完毕；
[0058] (5)对获取的所有二次分区组合进行进一步筛选判断，原则如下：
[0059] 如二次分区组合中只有起始、限制元素而没有几何面信息时，则将该二次分区组合删除；
[0060] 对所有二次分区组合中的几何面进行遍历，如出现同一几何面在同一个二次分区组合中出现多次，则删除重复出现的几何面。
[0061] 本发明的有益效果是：
[0062] 1、本方法充分考虑了工艺凸台及压板等干涉物信息，使外形特征加工分区结果更加符合实际加工情况，实用性强。
[0063] 2、本方法提出了一种外形特征自动分区方法，可实现外形特征加工驱动的自动创建，降低对工艺人员经验的依赖，提升外形特征自动编程的效率和质量。
附图说明
[0064] 图1为典型飞机结构件示意图。
[0065] 其中①‑ 为飞机结构件外形几何面。
[0066] 图2为外形面连接关系示意图。
[0067] 其中面FA同邻接外形面的连接边分别为凸边和凹边；面FB同邻接外形面的连接边均为凸边。
[0068] 图3为干涉物同零件外形特征连接关系示意图。
[0069] 其中ρ为飞机结构件主方向，τ1为顺时针方向，τ2为逆时针方向，P点为干涉物包络体中心点，P’点为干涉物对应的外形几何面上干涉物关联点，d为干涉物连接片宽度，F1面
为干涉物连接片起始面，F2面为干涉物连接片终止面。
[0070] 图4为干涉物同外形不同位置关系示意图。
[0071] 其中τ1为顺时针方向，L1边为外形几何面的起始边，L2边为外形几何面的终止边，Fa、Fb、Fc分别为三种的外形几何面，T1、T2、T3、T4分别为不同位置的干涉物。
具体实施方式
[0072] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0073] 一种飞机结构件外形特征加工自动分区方法，包括如下步骤：针对飞机结构件外形特征，依据几何面属性定义对外形特征所有几何面属性进行识别，并建立外形几何面之
间的关联关系；依据外形面分区加工原则，对外形特征几何面进行初分区；然后获取零件工
艺凸台、压板等干涉物位置及形状信息，建立干涉物同外形几何面位置关系；最后依据干涉
物位置对外形加工初分区结果进行二次分区，最终获得飞机结构件外形特征加工自动分区
结果。
[0074] 所述的外形几何面之间的关联关系主要是指外形面同相邻其他外形面的凹凸连接关系，判断方法如下；
[0075] (1)首先依据几何面的拓扑结构获取两相邻面的连接边，并在连接边上依据端点信息得到连接边的中点O；
[0076] (2)获取相邻几何面的几何中心点P1、P2及中心点处的几何面法矢V1、V2；
[0077] (3)选取其中任一法矢为基准，如选取V1，判断另一法矢对应几何面几何中心点P2在法矢V1的顺时针或逆时针方向；
[0078] (4)沿P2所在V1的顺时针或逆时针方向求解法矢V1到V2的夹角α；
[0079] (5)如果夹角α>180，则两相邻面的连接关系为凹连接，否则连接关系为凸连接。
[0080] 外形面分区加工原则是当外形面与邻接面的连接关系为凸连接时，则进行外形分区；
[0081] 外形特征几何面初分区方法为首先由人工选取外形特征起始面，以此面为基准，沿顺时针方向依次搜索邻接外形面，判断同邻接外形面的连接关系，如果为凹连接，则将此
邻接外形面进行存储，并以此邻接外形面作为起始面继续搜索其邻接外形面，判断连接关
系，直至连接关系为凸连接时停止搜索，将上述存储的外形面作为一个分区组合；以搜索到
的凸连接邻接外形面作为下一循环起始面，搜索邻接外形面，构建分区组合，直至外形特征
所有几何面搜索完毕；
[0082] (1)由人工选取外形特征起始面的原则包括尽量选择开敞，无干涉区域；
[0083] (2)沿顺时针方向依次搜索邻接外形面中顺时针方向的判断方法如下：首先获取同起始面具有连接关系的外形面；然后得到起始面及其邻接外形面的几何中心；计算起始
面几何中心处的法矢；以起始面几何中心处法矢为基准，判断其邻接外形面几何中心在该
法矢的顺时针或逆时针方向，如果在顺时针方向，则该几何中心所对应的外形面在起始面
的顺时针方向；
[0084] (3)分区组合从每次循环搜索开始，依次记录最初起始面及相邻凹连接的外形面，直至出现凸连接外形面截止，每个分区组合中的外形面不重复，且每一个外形面只出现在
一个分区组合中；
[0085] (4)对于初分区组合中的所有面，沿顺时针方向获取几何面的起始边和终止边信息，将起始边、终止边及顺时针方向作为几何面属性进行存储；
[0086] 所述的零件工艺凸台、压板等干涉物位置及形状信息获取方法如下：
[0087] (1)获取飞机结构件最小长方体包络体，长方体长边、宽边组成平面的法矢设定为飞机结构件主方向ρ；
[0088] (2)构建同飞机结构件主方向垂直的平面a；
[0089] (3)将工艺凸台、压板等干涉物沿飞机结构件主方向ρ在平面a上进行投影，得到投影的最大轮廓；
[0090] (4)为对干涉物进行统一描述，以长方体对干涉物进行包络，首先以长方形构建投影的最小轮廓，并沿飞机结构件主方向ρ进行拉伸，得到各干涉物的最小长方体包络体；
[0091] (5)获取每个干涉物的长方体包络体中心，作为干涉物的位置信息；
[0092] (6)获取每个干涉物同零件外形连接片的宽度信息，沿顺时针方向依次得到连接片起始面和终止面，将上述信息作为干涉物属性进行存储；
[0093] 所述的干涉物同外形几何面的位置关系建立方法如下：
[0094] (1)针对每个干涉物，计算其包络体中心到外形特征所有几何面的最小距离；
[0095] (2)从所有距离中找到距离最小值及对应的外形面；
[0096] (3)在该外形面上创建与包络体中心距离最小的点，该点即为干涉物关联点，将干涉物关联点与外形面作为干涉物属性信息进行存储，依据上述信息即可获取干涉物同外形
面的位置关系；
[0097] 所述的外形特征加工分区结果可分为三部分，即连接片上方加工区域、连接片下方加工区域和连接片之间加工区域；其中连接片指工艺凸台同零件外形的连接部位；针对
不同区域加工分区计算方法不同：
[0098] (1)对于连接片上方加工区域和下方加工区域，由于在加工中，无需考虑连接片的干涉问题，因此此区域可直接依据初分区结果进行加工；
[0099] (2)对于连接片之间加工区域，在初分区结果基础上，需进一步考虑连接片干涉问题，进行二次分区；
[0100] (3)外形特征加工分区组合中的信息包括起始元素、几何面和终止元素；
[0101] 所述的依据干涉物位置对外形加工初分区结果进行二次分区的方法如下：
[0102] (1)首先从初分区结果中获取第一个初分区组合FC1，从中读取存储的第一个面fc1，作为当前面fCN；
[0103] (2)判断面fCN上是否存在如权利要求7中所述的干涉物关联点；
[0104] (3)面fCN上无干涉物关联点时
[0105] 如此时无新建的二次分区组合时，则创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将面fCN存储到当前二次分区组合中；如此时已存在新建的二次分区组合时，
则将面fCN存储到当前二次分区组合中；
[0106] 如果初分区组合FC1中几何面数量大于1，则获取该初分区组合FC1中同fc1相连接的下一几何面fc2，并将fc2作为当前面fCN，继续步骤(2)；如果初分区组合FC1中只有一个几
何面，则此面独立构成一个新的二次分区组合，当前二次分区组合创建完毕；然后从初分区
结果中获取下一个初分区组合，继续步骤(1)；
[0107] (4)如面fCN上存在干涉物关联点，沿顺时针方向取第一个干涉物关联点作为当前干涉物关联点，依据当前干涉物关联点得到与之对应的干涉物信息，并从干涉物属性中获
取干涉物与零件连接片的宽度d，将干涉物关联点分别沿逆时针方向和顺时针方向偏移d/
2，得到偏移点PO1和PO2；
[0108] A)当偏移点PO1超出面fCN的起始边，且偏移点PO2超出面fCN的终止边时
[0109] 如此时存在未完成创建的二次分区组合，则将当前干涉物连接片起始面作为当前二次分区组合的终止元素，当前二次分区组合创建完毕；
[0110] 从初分区组合FC1中获取同fCN相连接的下一几何面作为当前面fCN，如果组合FC1中只有一个几何面，则从初分区组合中获取下一分区组合中的第一个面作为当前面fCN，创建
新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将当前干涉物连接片终止面作为该
分区组合的起始限制元素，重复步骤(2)；
[0111] B)当偏移点PO1超出面fCN的起始边，偏移点PO2未超出面fCN的终止边时
[0112] 如此时存在未完成创建的二次分区组合，则将当前干涉物连接片起始面作为当前二次分区组合的终止元素，当前二次分区组合创建完毕；创建新的二次分区组合，将该组合
设为当前二次分区组合，将面fCN存储到当前二次分区组合中；
[0113] ①当前面fCN上只有一个干涉物关联点未计算时
[0114] a)如果当前面fCN已是当前初分区组合中最后一个面时，则以当前干涉物关联点对应干涉物连接片终止面作为当前二次分区组合的起始限制元素，以当前面fCN的终止边作为
当前二次分区组合的终止限制元素，当前二次分区组合创建完毕；从初分区结果中获取下
一个初分区组合，继续步骤(1)，直到初分区结果中所有初分区组合全部计算完毕；
[0115] b)如果当前面fCN不是当前初分区组合中最后一个面时，则以当前干涉物关联点对应干涉物连接片终止面作为该面的起始限制元素；在当前初分区组合中找到同该面相连接
的下一几何面信息，并将该面设为当前面信息，继续步骤(2)，直到该初分区组合中所有几
何面全部计算完毕；
[0116] ②如当前面fCN上尚有多个干涉物关联点未计算时
[0117] a)以当前干涉物关联点对应干涉物连接片终止面作为当前二次分区组合的起始限制元素；获取当前面下一个干涉物关联点，并设为当前干涉物关联点，以该干涉物关联点
对应干涉物连接片起始面作为当前二次分区组合的终止元素，当前二次分区组合创建完
毕；
[0118] b)创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将面fCN存储到当前二次分区组合中；重复步骤a)，直到当前干涉物关联点为当前面对应的最后一个干涉物关
联点；创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合；依据步骤(4)中对于干涉
物关联点偏移点的判断方法，对当前干涉物关联点进行判断，该干涉物关联点沿顺时针方
向偏移点未超出当前面fCN的终止边时，将面fCN存储到当前二次分区组合中；重复步骤①；
[0119] C)当偏移点PO1未超出面fCN的起始边，偏移点PO2未超出面fCN的终止边时
[0120] 如此时无新建的二次分区组合时，则创建新的二次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合；将面fCN存储到当前二次分区组合中，以当前干涉物关联点对应干涉物连接
片起始面为当前二次分区组合的终止限制元素；如果当前二次分区组合是新建的，则以面
fCN起始边为当前二次分区组合的起始限制元素，当前二次分区组合创建完毕；创建新的二
次分区组合，将该组合设为当前二次分区组合，将面fCN存储到当前二次分区组合中；重复步
骤B)中的①、②；
[0121] D)当偏移点PO1未超出面fCN的起始边，偏移点PO2超出面fCN的终止边时
[0122] 如此时无新建的二次分区组合时，则创建新的二次分区组合，并将该组合设为当前二次分区组合；将面fCN存储到当前二次分区组合中；以当前干涉物连接片起始面作为当
前二次分区组合的终止元素，当前二次分区组合创建完毕；
[0123] ①当前面fCN已是当前初分区组合中最后一个面时，从初分区结果中获取下一个初分区组合，继续步骤(1)，直到初分区结果中所有初分区组合全部计算完毕；
[0124] ②当前面fCN不是当前初分区组合中最后一个面时，创建新的二次分区组合，并将该组合设为当前二次分区组合；以当前干涉物关联点对应干涉物连接片终止面作为当前二
次分区组合的起始限制元素；在当前初分区组合中找到同该面相连接的下一几何面信息，
并将该面设为当前面信息，继续步骤(2)，直到该初分区组合中所有几何面全部计算完毕；
[0125] (5)对获取的所有二次分区组合进行进一步筛选判断，原则如下：
[0126] 如二次分区组合中只有起始、限制元素而没有几何面信息时，则将该二次分区组合删除；
[0127] 对所有二次分区组合中的几何面进行遍历，如出现同一几何面在同一个二次分区组合中出现多次，则删除重复出现的几何面。
[0128] 以图1所示飞机结构件部分外形特征及工艺凸台干涉物信息为例说明本发明方法。图中展示了飞机结构件12个外形几何面，分别用① 表示；7个工艺凸台干涉物分别用
表示；
[0129] 步骤一、首先依据凹凸连接判断方法判断图中12个外形几何面之间的凹凸连接关系，判断结果如下表所示：
[0130]
[0131] 步骤二、在获取外形几何面连接关系后，对外形特征几何面进行初分区，初分区原则如下：
[0132] 选取开敞、无干涉区域作为起始面；
[0133] 从起始面开始，沿顺时针方向依次搜索外形面；
[0134] 当外形面连接关系出现凸连接时，当前初分区组合创建完毕；
[0135] 每一个外形面只出现在一个初分区组合中；
[0136] 依据上述原则，选取面①为起始面对外形面进行判断，初分区结果如下表所示：
[0137]
[0138] 步骤三、针对工艺凸台、夹具等干涉物，构建干涉物最小长方体包络体，并依据干涉物的长方体包络体中心获取外形几何面上距离最小的点，即干涉物关联点，得到干涉物
同外形几何面的位置关系；
[0139] 图中包括7个干涉物，即 干涉物同外形几何面之间的关系如下表所示：
[0140]
[0141] 步骤四、外形特征加工分区结果可分为三部分，即干涉物连接片上方加工区域、干涉物连接片下方加工区域和连接片之间加工区域；
[0142] 对于干涉物连接片上方和干涉物连接片下方区域，在加工过程中，无需考虑干涉物连接片的干涉影响，因此对于上述两个加工区域，加工分区结果同初分区结果相同；每个
初分区组合的起始/终止元素分别为该组合中第一个几何面的起始边和最后一个面的终止
边；对于连接片之间的加工区域需依据干涉物信息进行二次分区；
[0143] 步骤五、在初分区结果基础上进行二次分区；
[0144] 依次对所有初分区组合进行二次分区；
[0145] 对于初分区组合1，面①存在1个干涉物关联点，对应干涉物为 该干涉物连接片起始面、终止面未超出面①起始边和终止边；面②无干涉物关联点；则对于初分区组合1，经
过二次分区形成2个二次分区结果，即二次分区组合1)：几何面信息为面①，起始元素为面
①起始边，终止元素为干涉物 对应干涉物连接片起始面；二次分区组合2)：几何面信息为
面①、②，起始元素为干涉物 对应干涉物连接片终止面，终止元素为面②终止边；
[0146] 对于初分区组合2，面③存在1个干涉物关联点，对应干涉物为 该干涉物连接片起始面、终止面未超出面③起始边和终止边；面④存在1个干涉物关联点，对应干涉物为
该干涉物连接片起始面未超出面③起始边，但连接片终止面超出面③终止边；面⑤无干涉
物关联点；经过二次分区形成3个二次分区结果，即二次分区组合3)：几何面信息为面③，起
始元素为面③起始边，终止元素为干涉物 对应干涉物连接片起始面；二次分区组合4)：几
何面信息为面③、④，起始元素为干涉物 对应干涉物连接片终止面，终止元素为干涉物
对应干涉物连接片起始面；二次分区组合5)：几何面信息为面⑤，起始元素为干涉物 对应
干涉物连接片终止面，终止元素为面⑤终止边；
[0147] 对于初分区组合3，面⑥无干涉物关联点；面⑦存在1个干涉物关联点，对应干涉物为 该干涉物连接片起始面、终止面未超出面⑦起始边和终止边；面⑧存在2个干涉物关
联点，对应干涉物为 干涉物 对应连接片起始面超出面⑧起始边，终止面未超出面
⑧终止边，干涉物 对应连接片起始面、终止面未超出面⑧起始边和终止边；经过二次分区
形成4个二次分区结果，即二次分区组合6)：几何面信息为面⑥、⑦，起始元素为面⑥起始
边，终止元素为干涉物 对应干涉物连接片起始面；二次分区组合7)：几何面信息为面⑦，
起始元素为干涉物 对应干涉物连接片终止面，终止元素为干涉物 对应干涉物连接片起
始面；二次分区组合8)：几何面信息为面⑧，起始元素为干涉物 对应干涉物连接片终止
面，终止元素为干涉物 对应干涉物连接片起始面；二次分区组合9)：几何面信息为面⑧，
起始元素为干涉物 对应干涉物连接片终止面，终止元素为面⑧终止边；
[0148] 对于初分区组合4，面⑨无干涉物关联点；面⑩无干涉物关联点；经过二次分区形成1个二次分区结果，即二次分区组合10)：几何面信息为面⑨、⑩，起始元素为面⑨起始边，
终止元素为面⑩终止边；
[0149] 对于初分区组合5，面 无干涉物关联点；经过二次分区形成1个二次分区结果，即二次分区组合11)：几何面信息为面 起始元素为面 起始边，终止元素为面 终止边；
[0150] 对于初分区组合6，面 存在1个干涉物关联点，对应干涉物为 该干涉物连接片起始面、终止面未超出面 起始边和终止边；过二次分区形成2个二次分区结果，即二次分
区组合12)：几何面信息为面 起始元素为面 起始边，终止元素为干涉物 对应干涉物
连接片起始面；二次分区组合13)：几何面信息为面 起始元素为干涉物 对应干涉物连
接片终止面，终止元素为面 终止边；
[0151] 步骤六、对获取的所有二次分区组合进行筛选判断，删除在同一二次分区组合中重复出现的几何面，并删除没有几何面信息的二次分区组合；经过初分区及二次分区后，零
件外形特征加工分区结果如下表所示：
[0152]
[0153]
[0154] 本发明未涉及部分均与现有技术相同或可采用现有技术加以实现。
