[发明专利]基于激光位移传感器的蒙皮自适应加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控加工技术，尤其是一种飞机蒙皮数控加工技术，具体地说是一种基于激光位移传感器的自适应加工方法。

背景技术

飞机蒙皮零件一般具有尺寸比较大、形状比较复杂、多数呈双曲度且厚度不一等特点，蒙皮镜像铣作为新的蒙皮加工方法，它具有集切边、铣缺口、制孔和厚度加工于一体，支撑装置跟随铣刀运动形成镜像，超声波测厚，实时控制切削厚度等特点。采用蒙皮镜像铣技术在加工过程中，由于成型不到位零件实际模型与理论模型会出现偏差，为了避免偏差较大而发生过切导致零件报废，需要对成型不到位的厚蒙皮毛坯零件进行检测，根据检测点构造出实际曲面，根据拟合后的曲面更改刀轨，进行数控加工。

目前国内采用蒙皮镜像铣技术时，对于蒙皮零件检测采用的是在机接触式检测技术，其缺点在于当蒙皮成形误差较大时会出现测头无法与零件接触的情况，导致采集不到检测数据的情况出现。构造检测曲面时，由于蒙皮零件成型技术的影响会在零件表面产生一定的缺陷，导致生成的刀轨不光顺，影响加工精度，因此需要对采集到的检测点进行处理。目前查阅现有技术与文献中直接对检测点进行拟合，构建出的曲面可以达到与实际曲面一致，即将波纹面也拟合到曲面当中，实际生产中不希望拟合的曲面带有波纹度，因此会出现的刀轨不光顺，加工精度低，加工效率低等问题。拟合曲面以后，蒙皮零件采用手动调整刀轨，导致编程效率低下，并且检测、拟合及刀轨更改的过程，零件必须占用机床避免重复定位误差，使得机床占用率高，增加加工成本。

针对以上问题本专利提出一种基于激光位移传感器的蒙皮自适应加工方法，该方法利用激光位移传感器对蒙皮进行检测，检测速度快，检测精度高，信号稳定。构造检测曲面时，将蒙皮零件成型的缺陷位置的检测点去掉，并合理插入检测点，保证零件曲面的拟合精度，保证刀轨的光顺，并根据拟合的曲面自动更新刀轨，提高编程效率，降低加工成本。

发明内容

本发明的目的是针对现有的飞机蒙皮采用镜像铣加工时存在的检测误差大，严重影响数控加工精度和效率提高的问题，发明一种采用偏光位移传感器进行实时检测并及时将检测结构转换成数控系统的座标值，对数控程序进行实时调整以获得高精度、高效率飞机蒙皮加工的方法。

一种基于激光位移传感器的蒙皮自适应加工方法，其特征是包括以下步骤:

步骤1、根据零件曲率变化确定检测方向；

步骤2、自动生成检测路径；

步骤3、将激光位移传感器安装在机床上并进行标定；

步骤4、利用激光位移传感器在机检测曲面并获取检测数据；

步骤5、将检测的距离数据转化为点坐标文件；

步骤6、根据设置的参数选取满足参数要求的检测点；

步骤7、对于检测数据进行处理，去除不合理的检测点；

步骤8、根据处理后的检测点，重新构造实际曲面；

步骤9、用实际曲面替换理论曲面，在实际曲面上重新生成刀轨；

步骤10、数控程序更新，进行数控加工；

所述的确定检测方向是指为了防止传感器在测量时摆动角度过大，为测量带来不便，需要通过选取蒙皮零件的水平和竖直方向的边，计算两条边的平均曲率，选取平均曲率小的边所对应的方向作为检测方向。

所述的自动生成检测路径是指根据确定的检测方向和设定的检测路径的间距，自动创建与检测方向平行的平面，并与检测的曲面相交，所求的交线即为检测路径。

所述的将检测的距离数据转化为点坐标文件是指读取激光位移传感器获取的测量数据，由于传感器所测数值为传感器到被检测曲面的法向距离，因此需要进行转换得到检测点的坐标值，转换方法如下：