[发明专利]基于多传感器的蒙皮实时自适应镜像铣削方法与检测装置

权利要求书

1.一种基于多传感器的蒙皮实时自适应镜像铣削方法，其特征是它包含以下步骤：

首先，将两组激光距离传感器安装在蒙皮镜像铣削系统正面推头和反面顶撑上，分布在零件两侧，压力传感器安装在反面顶撑内部，加工时正面推头压住零件，刀具从正面推头中心伸出进行铣削加工，反面顶撑顶住零件加工部位背面，并保持镜像随动；

其次，对于安装在反面顶撑上的激光传感器来说，通过调节传感器的位置，使其在加工中实时测量顶撑与零件接触部位周围的零件位置，并通过对测量点集位置的计算，得到当前加工位置周围设定范围内的零件实际曲面，根据实际曲面对下一加工位置的刀轨进行调整，保证下一加工位置的加工轨迹按照实际曲面进行加工；

第三，压力传感器安装在反面顶撑内部，其压力值来自于零件对反面顶撑的作用力，在实际加工中，通过反面激光测距能初步根据实际曲面调整加工轨迹，但仍不能做到精确调整，通过压力传感器的测量，能精确得到当前加工位置的实际位置与理论位置的偏差，从而对加工轨迹进行精确的微调，实现精确的根据蒙皮零件实际曲面的自适应铣削加工；

第四，安装于正面推头上的激光距离传感器可以通过测量已加工区域的蒙皮位置，并与其理论位置对比，调整铣削主轴与反面顶撑之间的相对位置，消除机械系统中的尺寸误差对蒙皮加工的影响，保证铣削主轴在加工中与反面顶撑头间的相对位置；

最后，通过以上步骤能在飞机蒙皮实际尺寸与理论尺寸存在误差的情况下，根据实际尺寸实时的进行刀轨调整，实现蒙皮零件的实时自适应铣削加工，保证零件的加工质量。

2.如权利要求1所述的铣削方法，其特征是所述的通过反面顶撑激光距离传感器测量值调整加工轨迹的方法是，通过调节反面顶撑端激光距离传感器的位置，确定激光束方向，即测量方向，使其对准顶撑与零件接触位置的周围，在实际加工中，通过测量距离、测量方向以及激光传感器的位置，计算出测量点的坐标，在设定的采样频率下，得到反面顶撑端一系列测量点的数据，根据这些密集的测量点拟合出测量区域的实际曲面，将实际曲面与理论曲面进行对比，计算出下一加工位置的刀轨偏差，并进行刀轨调整。

3.如权利要求1所述的铣削方法，其特征是所述的通过反正顶撑内部的压力传感器测量值精确调整加工轨迹的方法是，在实际加工中，根据反面顶撑激光测距进行调整刀轨，由于其拟合曲面的精度导致其刀轨调整不能够做到非常精确，此时，反正顶撑已按照激光测距的调整结果进行运动，反正顶撑内部的压力传感器数值可以精确反映出当前加工位置的与经初步调整后的顶撑位置间的偏差，通过压力值的变化计算出偏差值，并实时进行补偿，保证加工位置的刀轨按照实际零件位置进行铣削。

4.如权利要求1所述的铣削方法，其特征是所述的正面推头激光距离传感器对已加工区域的校验并调整铣削主轴与顶撑主轴间的位置关系是指由于镜像铣削系统在加工过程中机床铣削主轴与顶撑头之间通过各级结构相关联，但各级结构的误差累积起来能使得铣削主轴与顶撑头之间的距离与理论上设置的距离不符，此时通过推头端激光测距值计算出实际已加工位置与理论已加工位置间的偏差，从而反应出铣削主轴与顶撑头之间的偏差，进而调整铣削主轴与顶撑头间的距离，保证蒙皮零件的加工质量。

5.一种基于多传感器的蒙皮实时自适应镜像铣削检测装置，其特征是它包括：

一激光距离传感器装置(A)，用于测量距离得到蒙皮零件的实际尺寸，该装置分别安装于蒙皮镜像铣正面推头(Q)和反面顶撑(W)上，采用定位销定位，螺纹连接锁紧；

一压力传感器装置(B)，用于通过测量值精确反映出蒙皮加工位置的实际尺寸，该装置通过螺纹连接固定安装于反面顶撑(W)内部。

6.如权利要求5所述的检测装置，其特征是所述的激光距离传感器装置包括基座(1)、传感器夹持装置(2)和传感器(3)，其中基座(1)通过定位销与对应的正面推头(Q)或反面顶撑(W)定位，并通过螺纹连接进行锁紧；传感器夹持装置(2)通过螺钉安装于基座(1)圆周面上的凹槽中，传感器(3)为高精度激光距离传感器，通过传感器夹持装置(2)进行定位和安装。