[发明专利]基于路径单元的变形曲面自适应投影加工方法

说明书

技术领域

本发明属于数控加工领域，特别涉及一种基于路径单元的变形曲面自适应投影加工方法。

背景技术

投影加工是将已经产生的平面刀具路径或几何图形（曲线、文字、点等）投影到已加工曲面，生成曲面刀具路径轨迹的加工方法，可以完成零件表面的文字雕刻，曲面雕刻花纹，曲面上雕刻几何图案等。在传统的工艺流程中，受温度变化以及应力释放等因素的影响，一些毛坯件在冲压、出模或者装夹过程中会存在较大变形，对于自由曲面而言，这些变形又是毫无规律的，当需要在这些曲面上进行投影加工时，受变形的影响，加工出来的产品会存在深浅不一等质量问题，特别是一些薄壁件，问题就更加明显。

现有的解决方案是对产品进行试切加工，然后对不能满足加工深度要求的地方进行路径深度调整。这种方法一方面对技术人员的要求非常高，必须具备丰富的加工经验，能够准确、快速判断加工路径深浅的调整量和调整方法；另一方面，该方法加工效率低，生产成本高，并且无法保证加工效果，成品率低，难于实现批量生产。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种基于路径单元的变形曲面自适应投影加工方法，不需要进行试切加工，即可进行路径调整，操作简单、成本低、效率高，并且加工效果好。

为了解决上述技术问题，本发明是通过以下技术方案实现的。

一种基于路径单元的变形曲面自适应投影加工方法，包括以下步骤：

A、根据加工设计要求，构建投影曲面的原始曲面形状；

B、在投影曲面上选取若干点作为测量点，并逐一对实际毛坯面上进行测量；

C、根据测量结果，构建投影曲面的采样曲面；

D、按照投影规则，将加工路径点分别投影至步骤A中构建的原始曲面和步骤C中构建的采样曲面上，并计算采样曲面上的投影点相对于原始曲面上投影点在投影方向的偏差值；

E、将各投影点的偏差值分别补偿到对应加工路径点的投影加工路径中。

与现有技术相比，本发明的有益效果在于：本发明以路径单元为对象，采用调整路径点投影深度的方式，完成了变形曲面的自适应投影加工。有效地解决了变形曲面投影加工中存在的加工深浅不一等问题，满足了变形曲面投影加工大批量生产的加工要求，同时获得更佳的加工效果，可以完成较大变形量工件的路径调整；并且简单易用，编程效率高，有效地降低了生产成本。

附图说明

图1是本发明方法的流程图。

图2是本发明实施例构造的原始曲面形状示意图。

图3是本发明实施例在原始曲面选定测量点的示意图。

图4是本发明实施例提供的部分选定测量点与实际测量点的位置示意图。

图5是本发明实施例所构建的采样曲面与原始曲面截面形状示意图。

图6是本发明实施例用来解释加工点向两张曲面投影后偏差值计算方法示意图。

图7是本发明实施例提供的补偿前后的投影加工路径示意图。

具体实施方式

下面结合附图与具体实施方式对本发明作进一步详细描述。

结合图1至图7所示，本发明方法在变形盘体上进行Z向投影加工的加工过程，包括以下步骤。

步骤101，根据加工设计要求，构建投影曲面的原始曲面形状，如图2中曲面S所示。

步骤102，在投影曲面上选取测量点，并对实际毛坯面逐一进行测量。

图3显示了在原始曲面S上所选取的81个测量点，其中，底面选取了19个，斜侧面选取了72个。图4中点1至点13表示的是所选定的径向中心线上的13个测量点，点1’至点13’则分别表示对应测量点在毛坯面上测量出的实际位置点。

步骤103，根据测量结果，构建投影曲面的采样曲面，如图5中曲面S’所示。

步骤104，将加工路径点分别Z向投影至原始曲面S和采样曲面S’上，并计算两曲面上投影点的Z向偏差值。

图6解释了加工路径点M向两张面投影后计算出的Z向偏差值△ε，即偏差值△ε=采样曲面投影点的Z坐标—原始面投影点的Z坐标，采样曲面投影点在原始曲面投影点上方时，△ε为正值，采样曲面投影点在原始曲面投影点下方时，△ε为负值。

步骤105，将各投影点的Z向偏差值△ε分别补偿到对应加工路径点的投影加工路径中，△ε为正时投影加工路径点上移，△ε为负时投影加工路径点下移。

图7显示了补偿前后投影加工路径示意图，路径L为曲面所生成的投影加工路径，L’为调整后的实际加工投影路径。

尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。