申请/专利权人：上海交通大学

申请日：2021-11-16

公开（公告）日：2024-04-09

公开（公告）号：CN114115123B

主分类号：G05B19/404

分类号：G05B19/404

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.09#授权;2022.03.18#实质审查的生效;2022.03.01#公开

摘要：本发明提供了一种航空大型薄壁类非刚体零件的参数化数控加工方法和系统，包括：步骤1：工件装夹；步骤2：Mark点标记；步骤3：扫描路径规划；步骤4：点云扫描；步骤5：变形分析；步骤6：POGO柱调整；步骤7：二次扫描；步骤8：基于二次点云与三维设计模型，获取大型薄壁类零件的定位误差；步骤9：以步骤8中获取的定位误差为基础，补偿大型薄壁类零件加工代码。本发明可以有效检测阵列式柔性支撑工装的装夹定位误差、大型航空薄壁类非刚体零件的形变误差，并以此对数控机床加工代码进行补偿修正，在此基础上进行加工，从而大幅度提高航空薄壁类零件的加工精度，进而提高航天制造中薄壁类零件的质量稳定性。

主权项：1.一种航空大型薄壁类非刚体零件的参数化数控加工方法，其特征在于，包括：步骤1：依据加工工艺，将大型薄壁类非刚体零件装夹到阵列式柔性支撑工装上；步骤2：结合零件造型，将零件边沿、中心和过渡顶点位置标记为Mark点；步骤3：根据大型薄壁类非刚体零件空间曲面造型及初始位姿，结合RGB-D相机参数，规划扫描路径；步骤4：通过RGB-D相机沿规划路径扫描阵列式柔性支撑工装上大型薄壁类非刚体零件，获取工件的实际点云数据；步骤5：基于点云空间参数方程的平均曲率K，量化分析大型薄壁类非刚体零件的变形程度；步骤6：基于确定的大型薄壁类非刚体零件的变形量，调整阵列式柔性工装各POGO柱高度，以恢复大型薄壁类非刚体零件的弯曲变形量；步骤7：通过RGB-D相机沿规划轨迹二次扫描形变量调整后的大型薄壁类非刚体零件；步骤8：基于二次点云与三维设计模型，获取大型薄壁类非刚体零件的定位误差；步骤9：以获取的定位误差为基础补偿大型薄壁类非刚体零件加工代码；采取分区域迭代拍摄的方式进行扫描，最后通过坐标系变换完成各区域点云数据的拼接统一处理；结合RGB-D相机所在机床结构，依据X、Y、Z轴平移变换矩阵及A、B轴旋转变换矩阵T，实现不同位置下点云数据的拼接整合；所述变换矩阵T＝GTx,y,z×Rotx,a×Roty,b，计算得： 其中，平移变换矩阵其中x、y、z为机床坐标系下相机作为空间位置坐标点，a、b为A、B轴旋转的角度；A轴旋转矩阵B轴旋转矩阵沿平行于大型薄壁类非刚体零件边界方向，以等间隔均分平面组集对实测点云、模型点云进行切分，拟合大型薄壁类非刚体零件截面型线参数方程组，分别得到实测点云截面型线拟合参数方程与模型点云截面型线参数方程空间曲线参数方程fi在xi,yi,zi处的曲率其中xi,yi处POGO柱高度的调整量计算公式为： 其中，ε为曲率阈值；以参数方程曲率为判别标志，进行形变条件下大型薄壁类非刚体零件的形变补偿调整；二次扫描的对象是POGO柱调整后的大型薄壁类非刚体零件，获取的点云数据为变形补偿调整后的二次点云；将获取的二次点云数据与理想位姿下的零件设计模型进行三维配准，通过计算点云数据与设计模型中对应Mark点配准前后的变换关系，计算得到大型薄壁类非刚体零件在阵列式柔性工装支撑上位移变换矩阵，进而锁定实际位姿，实现定位误差的补偿。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 上海交通大学 航空大型薄壁类非刚体零件的参数化数控加工方法和系统

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