混联翼喷涂机器人的机翼与毛坯模型的创建

3.2.1混联翼喷涂机器人机翼与毛坯模型的创建
由于制造商考虑到保密和专利等因素，其提供的模型往往是类似于STL, CGR这种点云数据的文件，这种可视化的文件格式，不包含任何参数化数据，只保留了模型的形状信息，而且无法用CATIA直接打开，只能插入到装配零件中。虽然CATIA可以对STL文件进行加工，但是由于机翼模型结构比较复杂，有很多微细结构需要加工，所以直接针对STL文件进行加工耗时很长，刀具轨迹效果也很差，考虑到这些元素在喷涂过程中可以忽略，所以需要对机翼模型进行简化处理。下面以C919水平尾翼STL三维模型为例，介绍在CATIA软件环境下建立机翼和毛坯模型的方法。机翼STL模型如图3-3所示。首先利用CATIA软件“数字化装配”模块下的“DMU优化器”，点击“轮廓”命令，选择机翼文件，设置精度5mm,保存为model文件，打开该model文件，复制左侧目录树中的到新建的零件中，将该零件保存。

然后“创成式外形设计”中打开刚保存的零件，可以看到该机翼模型由若干个三角面组成，黑色的线代表三角面的边界，共有248个三角面，这些三角面有的分布于机翼表面，有的在内部，如图3-4所示。

由于文件格式的特点，机翼原始模型存在空洞、裂缝、边重叠、面重叠等缺陷，而且对机翼喷涂时，不用关心机翼内部构造，所以需要简化该模型内部结构，仅保留机翼外部的三角面。删除内部和重复的面之后，剩余11g个面。这些面之间还存在裂缝和空洞，需要对其进行缝合、补洞处理，使之成为一个封闭的曲面。然后使用封闭曲面命令交，生成实体文件，将该实体文件复制到新建的CATPart文件，得到新的机翼模型。
在后期的仿真过程中，需要有毛坯才能进行。CATIA可以自动生成以零件长宽高为几何参数的长方体毛坯模型，或者依据零件形状偏置生成毛坯。如果生成长方体这样较厚的毛坯，由于刀具在机翼表面切削时会被毛坯挡到，影响观察;如果依据机翼偏置生成毛坯，由于机翼是复杂的异形曲面，自动生成的毛坯形状很难契合机翼模型。所以为了能够更好地显示仿真效果，还需要单独建立一个毛坯模型，而且毛坯模型应该满足下面两个条件:（1）能够区分出喷涂前后的差别;
（2）与零件表面的偏移量尽可能小，这样才不会影响仿真效果的观察。
在CATIA形状模块下“创成式外形设计”平台上，建立合适的辅助元素，利用曲面填充、扫掠、缝合、封闭等操作，生成毛坯实体。然后将混联翼喷涂机器人机翼模型与毛坯装配在一起，保存为CATProduct格式。由于绘制毛坯是在机翼文件的坐标系下，所以装配时默认坐标系重合，如图3-5所示，从图中可以看出，透明的毛坯包裹在机翼外部，完全符合上面的要求。