[发明专利]整体叶环叶片上多余材料区域的实际加工曲面重构方法及系统

说明书

本发明涉及一种整体叶环叶片上多余材料区域的实际加工曲面重构方法及系统，方法包括在测量区域上规划理论测量点；根据理论测量点对工件进行在机测量得到第一实际测量点，计算第一实际测量点与理论测量点的偏差分量，筛选出与理论测量点偏差较大的第一实际测量点并将其剔除；将第一实际测量点和理论测量点进行点云匹配得到第二实际测量点；基于第二实际测量点对多余材料区域进行偏差拟合得到多余材料区域的实际曲面点数据；利用实际曲面点数据进行重构得到多余材料区域的实际加工曲面。本发明由于加工曲面重构的过程中筛选并剔除了多余材料区域的测量点，能够保证加工曲面重构的精确度，使得加工曲面能够与相邻曲面光滑连接，提高了机械加工精度。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，尤其是指一种整体叶环叶片上多余材料区域的实际加工曲面重构方法及系统。

背景技术

整体叶环精密铸造过程中，部分叶片由于前后缘很薄的原因，其收缩不均匀，可能会出现铸造缺陷。为避免叶片前后缘很薄造成的铸造缺陷，通常的解决方法是在薄壁区域预留多余材料，以提高铸造质量，后续使用铣削的方式去除多余材料。但加工表面要保证与相邻型面光滑衔接，就需要重构加工区域的叶型曲面，用于数控编程，进而完成加工。

现有技术通常是使用三坐标测量机或者扫描设备对整体叶环的叶片进行测量，运用实测点云进行加工曲面重构，完成数控编程后，将零件安装到机床上进行找正加工。但是在实际情况下，由于整体叶环的薄壁区域预留有多余材料，因此测量数据可能包含多余材料表面的测量点，若这些多余材料测量点参与加工曲面重建，会直接导致加工曲面重构精确度低的问题，从而无法保证加工曲面与相邻曲面光滑连接，其机械加工精度较低。还有现有技术为离线测量，曲面重构的数据基准与加工基准不一致，工件安装仍需要通过精铸面人工找正，耗时费力，由于铸造误差原因，找正不准情况下，存在零件加工报废风险。

发明内容

为此，本发明所要解决的技术问题在于针对离线测量数据构建曲面，用于加工时存在的基准找正和多余材料测量点带来的曲面质量问题。

为解决上述技术问题，本发明的一个目的提供了一种整体叶环叶片上多余材料区域的实际加工曲面重构方法，包括：

确定工件的多余材料区域，将工件上多余材料区域的相邻曲面确定为测量区域，在测量区域上规划理论测量点；

根据所述理论测量点对工件进行在机测量，得到第一实际测量点，计算所述第一实际测量点与理论测量点的偏差分量，根据偏差分量筛选出与所述理论测量点偏差较大的第一实际测量点并将其剔除；

将筛选过后的第一实际测量点和理论测量点进行点云匹配计算，得到第二实际测量点；

基于所述第二实际测量点对所述多余材料区域进行偏差拟合计算，得到所述多余材料区域的实际曲面点数据；

利用所述实际曲面点数据进行重构得到所述多余材料区域的实际加工曲面，以使实际加工曲面与相邻曲面光滑连接。

在本发明的一个实施例中，所述在测量区域上规划理论测量点包括：

在所述测量区域上定义第一方向u和第二方向v，确定第一方向u和第二方向v的参数范围为u∈[u_l,u_h],v∈[v_l,v_h]；

在所述第一方向u的区间内确定m行，在所述第二方向v的区间内确定n列，获得m行n列的理论测量点P_i(i＝1，2，…，m*n)。

在本发明的一个实施例中，根据所述理论测量点对工件进行在机测量，得到第一实际测量点包括：

按照在机测量的探测过程定义，计算各理论测量点P_i的测量路径，将理论测量点P_i(i＝1，2，…，m*n)逐点连接构成全部理论测量点的测量路径C；