[發(fā)明專利]一種裝配對(duì)接部位端面自動(dòng)精加工工藝方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010554441.1
• 申請(qǐng)日: 2020-06-17
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111702490B
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 馬崢翔;封璞加
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 陜西飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限公司
• 主分類號(hào): B23P23/02
• 分類號(hào): B23P23/02;B23P13/02
• 代理公司: 貴州國(guó)防工業(yè)專利中心 52001
• 代理人: 陸斌

1.一種裝配對(duì)接部位端面自動(dòng)精加工工藝方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)分析待加工部位特征

待裝配產(chǎn)品部件A與部件B需進(jìn)行對(duì)接裝配，部件A與部件B對(duì)接面上留有加工余量，部件A對(duì)接面上有若干初始對(duì)接小孔能作為基準(zhǔn)孔；

2)加工設(shè)備選擇、安裝、布置

選用臥式數(shù)控機(jī)床作為加工設(shè)備，將設(shè)備安裝在直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌上，該直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌位于部件A與部件B的對(duì)接面之間，且與對(duì)接面相對(duì)平行；

實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化加工功能需要布置三個(gè)工作單元：運(yùn)動(dòng)單元、加工單元、激光掃描單元；運(yùn)動(dòng)單元由三個(gè)互相垂直的直線運(yùn)動(dòng)導(dǎo)軌與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)臺(tái)組成，實(shí)現(xiàn)激光掃描單元與加工單元在產(chǎn)品對(duì)接面掃描和加工位置的全覆蓋；加工單元實(shí)現(xiàn)對(duì)產(chǎn)品對(duì)接面的銑削和制孔加工；激光掃描單元是掃描獲取對(duì)接面表面特征；

3)激光掃描設(shè)備的選擇、安裝、坐標(biāo)系標(biāo)定

激光掃描設(shè)備直接安裝在機(jī)床電主軸尾部，利用機(jī)床移動(dòng)來(lái)帶動(dòng)激光掃描設(shè)備進(jìn)行對(duì)接面掃描；

激光掃描設(shè)備安裝在初始位置后，通過(guò)機(jī)床對(duì)試驗(yàn)件銑削一個(gè)平面，然后使用激光掃描設(shè)備反復(fù)掃描該平面，根據(jù)掃描數(shù)據(jù)反復(fù)調(diào)整掃描設(shè)備底座，使得掃描設(shè)備自身坐標(biāo)系其中一軸與電主軸所在直線平行；通過(guò)機(jī)床對(duì)試驗(yàn)件鉆制一個(gè)通孔，激光掃描孔圓心坐標(biāo)與機(jī)床坐標(biāo)進(jìn)行換算轉(zhuǎn)化，使得機(jī)床坐標(biāo)與激光掃描設(shè)備坐標(biāo)一致；

4)激光掃描及其數(shù)據(jù)處理

利用激光掃描設(shè)備得到待加工面表面三維原始點(diǎn)云數(shù)據(jù)，觀察數(shù)據(jù)圖像，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，剔除明顯的粗大噪點(diǎn),具體為：設(shè)定掃描距離為L(zhǎng)，根據(jù)產(chǎn)品加工余量為±1.95mm，人為放大20％公差范圍，計(jì)算機(jī)自動(dòng)將L-2.25mm＜Z＜L+2.25mm的點(diǎn)位剔除，保留有效點(diǎn)數(shù)據(jù)，剔除粗大噪點(diǎn)，z為數(shù)據(jù)點(diǎn)坐標(biāo)，改良細(xì)小的噪點(diǎn)，小噪點(diǎn)為表面細(xì)小毛刺，噪點(diǎn)處理后可得到較為理想的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

5)加工參數(shù)的計(jì)算

利用Visual C#對(duì)Matlab軟件功能進(jìn)行二次開(kāi)發(fā)；

銑削加工量的計(jì)算；繪制數(shù)據(jù)點(diǎn)等高線圖，得到對(duì)接面輪廓深度信息，對(duì)接面最高點(diǎn)h_max，最低點(diǎn)h_min，計(jì)算出銑平加工量m1＝h_max-h_min；掃描設(shè)備沿旋轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)180°，掃描得到另一側(cè)對(duì)接面的表面點(diǎn)云數(shù)據(jù)；利用如上相同方法，同理可得到另一側(cè)銑削量m11；

孔位置的確定；選用K鄰域法，尋找點(diǎn)云中的邊界特征，提取出邊界特征點(diǎn)中屬于特征孔的部分，從而進(jìn)行圓擬合獲得孔中心的位置；

6)生成數(shù)控加工程序并加工

上述加工參數(shù)由精加工人機(jī)操作軟件自動(dòng)計(jì)算生成，需對(duì)產(chǎn)品加工余量進(jìn)行人工測(cè)量，并進(jìn)行能否執(zhí)行加工的判斷；建立人機(jī)界面HMI與數(shù)控系統(tǒng)的NC、PLC和驅(qū)動(dòng)數(shù)據(jù)的通訊方式，人機(jī)操作軟件自動(dòng)將程序進(jìn)行修改，并將加工參數(shù)直接傳輸至數(shù)控機(jī)床，完成對(duì)接面的自動(dòng)孔加工。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配對(duì)接部位端面自動(dòng)精加工工藝方法，其特征在于，所述2)加工設(shè)備的選擇，根據(jù)裝配對(duì)接面與地面的相對(duì)擺放位置，加工面與地面相對(duì)平行，采用立式機(jī)床設(shè)備。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配對(duì)接部位端面自動(dòng)精加工工藝方法，其特征在于，所述2)加工設(shè)備的布置，采用雙機(jī)床協(xié)同雙面加工形式。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配對(duì)接部位端面自動(dòng)精加工工藝方法，其特征在于，所述2)加工設(shè)備的安裝，機(jī)床采用固定底座安裝。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配對(duì)接部位端面自動(dòng)精加工工藝方法，其特征在于，所述3)激光掃描設(shè)備的選擇，采用手持式激光掃描設(shè)備。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配對(duì)接部位端面自動(dòng)精加工工藝方法，其特征在于，所述3)激光掃描設(shè)備的坐標(biāo)系標(biāo)定，采用機(jī)床對(duì)試驗(yàn)件銑平面、制孔結(jié)合激光掃描平面特征、孔特征的方式，調(diào)整掃描設(shè)備，使掃描設(shè)備坐標(biāo)系與機(jī)床設(shè)備坐標(biāo)系建立關(guān)系。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配對(duì)接部位端面自動(dòng)精加工工藝方法，其特征在于，所述5)加工參數(shù)的計(jì)算，Matlab軟件采用Scilab軟件進(jìn)行替代。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種裝配對(duì)接部位端面自動(dòng)精加工工藝方法，其特征在于，所述5)孔位置的確定，K鄰域法采用掃描線法替代。