[发明专利]一种装配对接部位端面自动精加工工艺方法

权利要求书

1.一种装配对接部位端面自动精加工工艺方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)分析待加工部位特征

待装配产品部件A与部件B需进行对接装配，部件A与部件B对接面上留有加工余量，部件A对接面上有若干初始对接小孔能作为基准孔；

2)加工设备选择、安装、布置

选用卧式数控机床作为加工设备，将设备安装在直线运动导轨上，该直线运动导轨位于部件A与部件B的对接面之间，且与对接面相对平行；

实现自动化加工功能需要布置三个工作单元：运动单元、加工单元、激光扫描单元；运动单元由三个互相垂直的直线运动导轨与旋转运动台组成，实现激光扫描单元与加工单元在产品对接面扫描和加工位置的全覆盖；加工单元实现对产品对接面的铣削和制孔加工；激光扫描单元是扫描获取对接面表面特征；

3)激光扫描设备的选择、安装、坐标系标定

激光扫描设备直接安装在机床电主轴尾部，利用机床移动来带动激光扫描设备进行对接面扫描；

激光扫描设备安装在初始位置后，通过机床对试验件铣削一个平面，然后使用激光扫描设备反复扫描该平面，根据扫描数据反复调整扫描设备底座，使得扫描设备自身坐标系其中一轴与电主轴所在直线平行；通过机床对试验件钻制一个通孔，激光扫描孔圆心坐标与机床坐标进行换算转化，使得机床坐标与激光扫描设备坐标一致；

4)激光扫描及其数据处理

利用激光扫描设备得到待加工面表面三维原始点云数据，观察数据图像，对点云数据进行处理，剔除明显的粗大噪点,具体为：设定扫描距离为L，根据产品加工余量为±1.95mm，人为放大20％公差范围，计算机自动将L-2.25mm＜Z＜L+2.25mm的点位剔除，保留有效点数据，剔除粗大噪点，z为数据点坐标，改良细小的噪点，小噪点为表面细小毛刺，噪点处理后可得到较为理想的点云数据；

5)加工参数的计算

利用Visual C#对Matlab软件功能进行二次开发；

铣削加工量的计算；绘制数据点等高线图，得到对接面轮廓深度信息，对接面最高点h_max，最低点h_min，计算出铣平加工量m1＝h_max-h_min；扫描设备沿旋转轴旋转180°，扫描得到另一侧对接面的表面点云数据；利用如上相同方法，同理可得到另一侧铣削量m11；

孔位置的确定；选用K邻域法，寻找点云中的边界特征，提取出边界特征点中属于特征孔的部分，从而进行圆拟合获得孔中心的位置；

6)生成数控加工程序并加工

上述加工参数由精加工人机操作软件自动计算生成，需对产品加工余量进行人工测量，并进行能否执行加工的判断；建立人机界面HMI与数控系统的NC、PLC和驱动数据的通讯方式，人机操作软件自动将程序进行修改，并将加工参数直接传输至数控机床，完成对接面的自动孔加工。

2.根据权利要求1所述的一种装配对接部位端面自动精加工工艺方法，其特征在于，所述2)加工设备的选择，根据装配对接面与地面的相对摆放位置，加工面与地面相对平行，采用立式机床设备。

3.根据权利要求1所述的一种装配对接部位端面自动精加工工艺方法，其特征在于，所述2)加工设备的布置，采用双机床协同双面加工形式。

4.根据权利要求1所述的一种装配对接部位端面自动精加工工艺方法，其特征在于，所述2)加工设备的安装，机床采用固定底座安装。

5.根据权利要求1所述的一种装配对接部位端面自动精加工工艺方法，其特征在于，所述3)激光扫描设备的选择，采用手持式激光扫描设备。

6.根据权利要求1所述的一种装配对接部位端面自动精加工工艺方法，其特征在于，所述3)激光扫描设备的坐标系标定，采用机床对试验件铣平面、制孔结合激光扫描平面特征、孔特征的方式，调整扫描设备，使扫描设备坐标系与机床设备坐标系建立关系。

7.根据权利要求1所述的一种装配对接部位端面自动精加工工艺方法，其特征在于，所述5)加工参数的计算，Matlab软件采用Scilab软件进行替代。

8.根据权利要求1所述的一种装配对接部位端面自动精加工工艺方法，其特征在于，所述5)孔位置的确定，K邻域法采用扫描线法替代。