[发明专利]一种零件表面加工缺陷的定位方法

说明书

技术领域

本发明属于数控加工技术领域，更具体地，涉及一种零件表面加工缺陷的定位方法。

背景技术

在控制过程中，数控系统中有大量的中间数据通过控制算法处理，由刀具轨迹和切削工艺参数生成而来，同时也有大量的采样信号从机床、电机上的传感器上反馈而来。

这些加工过程中的实时数据信号包含有指令信号、反馈信号和衍生信号三种。指令信号，也称指令数据，是数控系统在控制过程中输出的周期指令，包括数控插补后的指令位置数据。反馈信号是数控系统在控制过程中，从电机和机床上的传感器反馈回来的信号，如编码器反馈回的电机实际位置数据、跟随误差、霍尔元件反馈的采样电流数据等。衍生信号是从指令信号和反馈信号上述两种信号中通过差分、变换及统计等计算方法得到的值，如插补段的合成速度、加速度及捷度。这些数据信号，是当前网络制造环境下的大数据应用和服务所亟需的珍贵数据源，它们能为零件表面加工缺陷定位提供重要依据。

目前，对于复杂曲面零件加工，检测其表面是否有缺陷及对缺陷进行定位都是沿用的一般常规方法，即在零件加工完成后通过工件表面缺陷检测装置、坐标测量机或粗糙度测量仪来检测。申请号201410292616.0的中国专利《一种用于曲面工件表面缺陷的检测装置》中，通过微型变焦显微系统、光源系统、载物套等组成的检测装置，将加工后的零件进行拍照、图像采集，检测曲面零件表面缺陷。

然而，在如今注重生产效率的加工车间环境下，这些检测方法及过程比较耗时且不方便，进而不便定位零件表面加工缺陷。虽然现有的刀位轨迹仿真软件在加工准备阶段可满足检查过切、欠切的基本需求，可实现几何模型上的切削仿真与几何刀路的缺陷定位，但无法对实际加工的零件表面缺陷进行预测，进而不能对零件实际加工是否有缺陷进行快速评估与缺陷定位。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种零件表面加工缺陷的定位方法，其根据指令信号或者衍生信号获得三维色谱图，能直观地发现三维色谱图中横向或纵向颜色的不连续性，即可快速定位加工零件的缺陷处，尤其适用复杂曲面零件，可在不需切削或单件只试切一次的情况下快速、直观地定位缺陷，由此解决曲面零件表面加工质量测量、定位缺陷不方便的技术问题。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种零件表面加工缺陷的定位方法，其特征在于，其包括如下步骤：

S1：采集零件加工刀路的插补数据及机床运行状态数据，提取每个刀路插补段的指令信号，或

提取每个刀路插补段的指令信号和反馈信号，并根据所述指令信号和反馈信号计算获得衍生信号；

S2：划分出n个渐进颜色区间，根据所述指令信号或者所述衍生信号计算获得每个刀路插补段对应的颜色值；

S3：根据步骤S2计算获得的颜色值，给每个三维刀路插补线段附上颜色，形成三维色谱图；

S4：观察步骤S3中所述三维色谱图，在该三维色谱图中颜色的横向或纵向不连续性处对应为零件的缺陷位置处。

以上发明构思中，三维色谱图可以是灰度值不一样的灰色的三维色谱图或者是彩色的三维色谱图。根据指令信号或者衍生信号获得三维色谱图，能直观地发现三维色谱图中横向或纵向颜色的不连续性，三维色谱图中颜色的不连续处对应为加工零件的缺陷处。

进一步的，步骤S2中，计算获得每个刀路插补段对应的颜色值的方法包括如下步骤：

(1)确定刀路插补段中指令信号或者衍生信号的最大值F_max和最小值F_min；

(2)将刀路插补段的指令信号值或者衍生信号值划分成n个信号区间，则每个信号区间大小如下：

ΔF=Fmax-Fminn]]>

其中，n为刀路插补段的指令信号值或者衍生信号值划分的信号区间数，ΔF为刀路插补段的指令信号值或者衍生信号值划分区间的大小；

(3)若第j个刀路插补段的信号值F_j满足如下判断条件：