[發(fā)明專利]一種超大徑厚比整體箱底自適應(yīng)補償加工的找正方法

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• 申請日: 2022-10-31
• 公開（公告）號: CN115647438A
• 公開（公告）日: 2023-01-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 崔鑫;劉強;王賀;趙寶杰;錢偉;王元軍;馬康;呼嘯;陶現(xiàn)賓;梁津鶴;王德廷;喻勝東;劉東平;郭東亮;劉靜;陳國良;趙怡
• 申請（專利權(quán)）人: 首都航天機械有限公司
• 主分類號: B23C3/00
• 分類號: B23C3/00;B23Q23/00
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 賈文婷

1.一種超大徑厚比整體箱底自適應(yīng)補償加工的找正方法，其特征在于：包括對按照理論尺寸加工完內(nèi)形面的箱底進行基準協(xié)調(diào)，以內(nèi)形面為基準，打表內(nèi)形最小化誤差后，基準調(diào)節(jié)完畢；

激光掃描箱底內(nèi)形面，獲得實際內(nèi)形面，將實際內(nèi)形面作為加工基準；

根據(jù)箱底各處的理論厚度對加工基準進行偏置，獲得加工外形面；

對加工外形面進行五軸鏡像銑削，銑削采用Z軸、A軸恒定的銑削路徑，并在銑削過程中進行自適應(yīng)實時補償。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大徑厚比整體箱底自適應(yīng)補償加工的找正方法，其特征在于：所述內(nèi)形面為基準打表內(nèi)形最小化誤差包括：

S1:將箱底吊裝至平臺結(jié)構(gòu)的鏤空位置，平臺結(jié)構(gòu)上設(shè)有虎鉗，虎鉗具有沿著鏤空位置徑向可伸縮的內(nèi)側(cè)鉗口和外側(cè)鉗口，通過虎鉗將箱底固定于平臺結(jié)構(gòu)；

S2:調(diào)整仿形虎鉗，即：使外側(cè)鉗口位于箱底外形面外側(cè)并保持松弛狀態(tài)，調(diào)整內(nèi)側(cè)鉗口的位置，使內(nèi)側(cè)鉗口與內(nèi)形面保持接觸，來調(diào)整箱底內(nèi)形面的位置；

S3:打表內(nèi)形面最小化誤差，即檢測箱底下端任意幾點位置的半徑；

重復進行步驟S2和S3，直到所測量的幾點位置的半徑差最小，完成基準協(xié)調(diào)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超大徑厚比整體箱底自適應(yīng)補償加工的找正方法，其特征在于：所述虎鉗數(shù)目為24個，內(nèi)側(cè)鉗口和外側(cè)鉗口的長度為50mm、高度為40mm-50mm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大徑厚比整體箱底自適應(yīng)補償加工的找正方法，其特征在于：所述確定加工基準包括：

打表測量在機激光掃描裝置和內(nèi)支撐頭中心的偏置量，在機激光掃描裝置用于進行激光掃描，在機激光掃描裝置安裝于內(nèi)支撐頭上；

在機激光掃描裝置對內(nèi)形面進行激光掃描，獲得內(nèi)形面點云數(shù)據(jù)；

按照在機激光掃描裝置和內(nèi)支撐頭中心的偏置量，對內(nèi)形面點云數(shù)據(jù)進行相對坐標轉(zhuǎn)換；

將相對坐標轉(zhuǎn)換后的點云數(shù)據(jù)導入至逆向軟件處理后，獲得實際內(nèi)形面。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大徑厚比整體箱底自適應(yīng)補償加工的找正方法，其特征在于：所述自適應(yīng)實時補償方法包括：

S1：機床控制系統(tǒng)對初始厚度為W3的箱底按照預先設(shè)置的目標厚度W1進行銑削，同時銑削過程中，鏡像支撐子系統(tǒng)上的超聲波測厚裝置進行超聲波實時測厚獲得實際厚度W2，實際厚度W2與目標厚度W1之差為厚度偏差e(t)；

S2：自適應(yīng)補償系統(tǒng)通過比例調(diào)節(jié)(Kp)、積分調(diào)節(jié)(Ki)、微分調(diào)節(jié)(Kd)，計算達到當前厚度達到目標厚度的法向需求切削深度u(t)；

其中t為當前時間；Kp、Ki、Kd依據(jù)經(jīng)驗試湊法進行整定；

S3：控制系統(tǒng)利用法向需求切削深度u，計算當前位置笛卡爾坐標系下的目標切削點(xt,yt,zt),輸出至W軸法向進給單元；

S4：W軸法向進給單元依據(jù)目標切削點插補計算各軸的進給量，并輸出至各軸執(zhí)行單元，實現(xiàn)法向進給補償厚度偏差補償；完成一次補償后重復步驟S1-S4，以保證厚度偏差e(t)的最小化。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超大徑厚比整體箱底自適應(yīng)補償加工的找正方法，其特征在于：所述不大于當前最大自適應(yīng)補償切深量Umax。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大徑厚比整體箱底自適應(yīng)補償加工的找正方法，其特征在于：所述Z軸、A軸恒定的銑削路徑包括先厚區(qū)銑削、再薄區(qū)銑削，厚區(qū)銑削路徑為：按照Z軸的固定頻率抽取圓弧形的厚區(qū)截面曲線，按照從上到下、或從上到下的順序，依次按照多條厚區(qū)截面曲線進行銑削。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超大徑厚比整體箱底自適應(yīng)補償加工的找正方法，其特征在于：所述Z軸、A軸恒定的規(guī)劃路徑獲取方法包括，

依據(jù)箱底薄厚區(qū)特征劃分單一銑削范圍邊界，獲得薄區(qū)范圍；

按照Z軸的固定頻率在薄區(qū)范圍內(nèi)抽取薄區(qū)截面曲線；

薄區(qū)特征進行余量設(shè)置后，在薄區(qū)截面曲線中截掉余量設(shè)置后的薄區(qū)特征，作為邊界裁切曲線。