[發明專利]一種基于雙基準約束的精加工配準方法

有效

• 申請號: 201911133364.6
• 申請日: 2019-11-19
• 公開（公告）號: CN110850810B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 朱燏;肖世宏;王文理
• 申請（專利權）人: 中國航空制造技術研究院
• 主分類號: G05B19/402
• 分類號: G05B19/402;G05B19/401;G05B19/408
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種基于雙基準約束的精加工配準方法，包括以下步驟：S1：根據平面和圓柱面分別得到平面理論基準和圓柱面理論基準；S2：對零件的待加工面、平面和圓柱面分別進行檢測，分別得到待加工面檢測點、平面檢測點和圓柱面檢測點；S3：通過平面擬合基準/圓柱面擬合基準向平面理論基準/圓柱面理論基準運動，得到第一平移矢量T₁和第一旋轉矩陣R₁，再根據第一平移矢量T₁和第一旋轉矩陣R₁將待加工面檢測點進行變換；S4：根據平面理論基準和圓柱面理論基準建立局部坐標系，然后在局部坐標系下建立帶有兩個基準面約束的配準模型；S5：輸出最終計算結果。本發明應用于機械加工領域。

技術領域

本發明涉及機械加工技術領域，具體涉及一種基于雙基準約束的精加工配準方法。

背景技術

在航空制造領域內，大量的零件之間存在著要求較高的裝配關系。對于這類零件來說，其安裝平面與安裝孔(或安裝軸)的位置極其重要，其他的幾何特征需要首先保證相對于安裝平面與安裝孔(或安裝軸)的位置關系。這類零件的安裝平面通常與安裝孔(或安裝軸)垂直，并且在關鍵型面的精加工之前已經完成了制備，且待精加工的面僅具有少量的加工余量。例如在航空發動機的整體葉盤的葉片精加工工序中，葉盤輻板上已制備了基準平面與垂直于基準平面的基準孔，但待加工的葉片上仍然保留著少量的加工余量。為了保證整體葉盤數控加工后葉片的位置度,必須在葉盤葉片的自適應銑削中首先保持加工葉片相對于平面基準與圓柱面基準的位置關系，然后通過調整每片葉片的理論位置使得葉片具有較好的余量分布。

針對這種基準面與基準孔(或基準軸)已制備的零件，在采用基于檢測點的配準技術來實現零件的自適應定位的過程中，不能僅僅依靠待加工面的檢測點與其理論曲面之間的距離最小進行配準。這會造成待加工面與毛坯之間雖然能夠匹配，但是精加工后的面喪失了相對于圓柱面基準的位置關系。

因此在配準過程中，必須首先將設計模型上的基準平面與毛坯上的基準平面進行統一，將設計模型上的基準孔(或基準軸)與毛坯上的基準孔(或基準軸)的位置進行統一。然后在保證平面基準與圓柱面基準不動的前提下進行待加工面的配準，從而實現能夠保證基準平面與基準孔(或基準軸)位置的自適應定位。

發明內容

(一)要解決的技術問題

本發明要解決的技術問題是提供一種基于雙基準約束的精加工配準方法，能夠保證零件與平面理論基準、圓柱面理論基準相對的位置關系，保證待加工面相對于平面基準與圓柱面基準的位置精度，從而保證零件與其他部件的配合；能夠提高零件在配準過程中的計算效率，降低配準過程所需時間，提高加工精度。

(二)技術方案

為解決上述技術問題，本發明提供了一種基于雙基準約束的精加工配準方法，包括以下步驟：

S1：將待加工的零件固定后，根據零件的待加工面確定兩個參考部，所述參考部為平面和圓柱面，根據平面和圓柱面分別得到平面理論基準和圓柱面理論基準；

S2：對零件的待加工面、平面和圓柱面分別進行檢測，分別得到待加工面檢測點、平面檢測點和圓柱面檢測點；

S3：通過對平面檢測點和圓柱面檢測點進行分別擬合得到平面擬合基準和圓柱面擬合基準，所述平面擬合基準和圓柱面擬合基準相互垂直，通過平面擬合基準/圓柱面擬合基準向平面理論基準/圓柱面理論基準運動，得到第一平移矢量T₁和第一旋轉矩陣R₁，再根據第一平移矢量T₁和第一旋轉矩陣R₁將待加工面檢測點進行變換；

S4：根據平面理論基準和圓柱面理論基準約束建立局部坐標系，然后在局部坐標系下建立配準模型，通過局部坐標系約束運動的自由度，并通過余量約束控制待加工面的加工余量，并求解配準模型；