[发明专利]一种基于平面基准约束与余量约束的配准方法

说明书

本发明公开了一种基于平面基准约束与余量约束的配准方法，包括获取包含预设数量第一测量点的基准平面和包含预设数量第二测量点的待加工面；根据所述基准平面的第一测量点得到所述基准平面相对于理论基准平面的位置参数信息；将所述基准平面的第一测量点的位置变换至所述理论基准平面上，输出理论变换参数信息；根据所述理论变换参数信息，将所述待加工面的第二测量点进行位置变换；对位置变换后的第二测量点构建基于平面约束与余量约束的整体配准模型，并求解得到整体配准模型的参数信息。本公开的方案，可以达到提高加工精度的目的。

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，尤其涉及一种基于平面基准约束与余量约束的配准方法。

背景技术

航空领域涉及框、梁、肋和接头等几类零件的精加工时，被加工的零件结构和重量较大、加工工序较为繁杂。该类零件的关键特征通常是零件的关键型面，精加工时具有较高的位置度与轮廓度要求。

框、梁、肋和接头等几类零件在加工时，首先通过粗加工或半精加工工序制备好基准平面，该基准平面具有很好的平面度和轮廓度。在基准平面已完成加工的情况下，待精加工的曲面或其他关键型面通常在前置工序中已完成了粗加工和半精加工，只留下较少的精加工余量。在这种情况下，曲面或其他关键型面在精加工前通常需要在机床上进行反复地找正，并根据零件的状态进行加工坐标系的调整，使得待加工区域具有较好的余量分布情况，从而克服加工中由于应力问题带来的变形。并通过机床的夹具以及相应的找正过程，保证待加工曲面与平面基准之间的位置关系。同时，考虑到后续的检测、装配工序，在保证待加工面相对于平面基准的位置关系后，再进行余量的自适应分配，否则即使获得较好的配准结果也无法保证最终零件的合格率。

目前，曲面或其他关键型面在精加工时，需要操作人员在机床上对工件进行反复找正，并根据零件的状态进行加工坐标系的调整，整个过程加工难度大，且对操作人员的操作要求高。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是，在曲面或其他关键型面需相对于某个平面基准具备一定位置关系的要求下，在精加工时无法快速找正，且无法根据零件的状态进行加工坐标系的调整，从而无法获得较为均匀的余量分布的问题。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于平面基准约束与余量约束的配准方法，包括：

获取包含预设数量第一测量点的基准平面和包含预设数量第二测量点的待加工面；

根据所述基准平面的第一测量点得到所述基准平面相对于理论基准平面的位置参数信息；

将所述基准平面的第一测量点的位置变换至所述理论基准平面上，输出理论变换参数信息；

根据所述理论变换参数信息，将所述待加工面的第二测量点进行位置变换；

对位置变换后的第二测量点构建基于平面约束与余量约束的整体配准模型，并求解得到整体配准模型的参数信息。

其中，所述根据所述基准平面的第一测量点得到所述基准平面相对于理论基准平面的位置参数信息的步骤，包括：

根据所述第一测量点构建测量基准平面拟合模型；

根据所述测量基准平面拟合模型的参数信息，求解所述测量基准平面的法矢与坐标系原点；

将所述测量基准平面的法矢与所述理论基准平面的法矢重合以得到理论基准平面的姿态；

将所述测量基准平面的坐标系原点与所述理论基准平面重合以得到所述理论基准平面的位置参数信息。

其中，所述将所述基准平面的第一测量点的位置变换至所述理论基准平面上，输出理论变换参数信息的步骤，包括：