申请/专利权人：哈尔滨工业大学

申请日：2022-03-24

公开（公告）日：2024-04-12

公开（公告）号：CN114799294B

主分类号：B23C3/02

分类号：B23C3/02;B23Q15/013;B23Q15/12;B23Q17/24

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.04.12#授权;2022.08.16#实质审查的生效;2022.07.29#公开

摘要：一种复杂面形球体多工序加工用装置及其重复定位方法，涉及一种复杂面形球体加工装置及检测方法。采用自带编程并具备刀尖跟随功能的五轴联动机床，采用C‑Y‑Z‑X‑B布局，包括X轴模组、Y轴模组和Z轴模组三个直线轴以及B轴模组和C轴模组两个回转轴，三个直线轴能够在三维坐标系内调节铣刀与工件之间的相对位置，B轴模组边缘安装铣刀和光学检测装置，C轴模组安装专用夹具对所述工件进行装夹固定，两个回转轴能够调节铣刀与工件之间的相对角度。可以实现复杂面形球体多工序加工中的高精度重复定位，从而有效解决重复定位精度难以保证的问题。

主权项：1.一种复杂面形球体多工序加工用装置的重复定位方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤一、根据需求对复杂面形球体的特征参数进行设定；步骤二、通过特征参数设计复杂球体曲面并生成对应的数控代码；步骤三、对复杂球体曲面进行首次加工，首次加工的球面需要超过半球体；步骤四、在首次加工的基础上进行标定区域加工，标定区域内包含沿周向均匀排布的特征点，特征点为弧底凹坑和边缘圆倒角，标定区域位置与首次加工位置不冲突，并需要为二次加工留有加工余量；步骤五、标定区域加工完成后，将工件（9）拆下后使用专用夹具进行反向掉头安装并对工件（9）进行调心，之后切除多余毛坯部分；步骤六、利用软件设计在位检测的扫描轨迹，之后利用光学检测装置（8）对标定区域进行扫描；步骤七、对扫描轨迹及数据采集结果进行合成，生成标定区域在工件坐标系中的实际面形点，所述实际面形点的计算公式为： 其中，为扫描理论点坐标，理论点坐标与球心点的单位向量为，光学检测装置（8）采集数据为d，光学检测装置（8）的零点为d0，最终生成的实际面形的点坐标为；步骤八、设定分离条件及次数并利用多次最小二乘法进行数据分离，分别得到球面点及特征点，多次最小二乘法的数据处理对象为步骤七所得到的实际面形点，将多次球体最小二乘拟合的次数设定为t次，t为大于等于1的整数，根据设计的标定区域特征参数，假设理论上所设计的球面点数量为u，弧底凹坑点数量为v，分别将u和v乘以一个0.5-1的比例系数得到U和V，将U和V结果作为球面点及弧底凹坑点的目标提取数量，进行多次最小二乘法数据处理时，将所有的实际面形点进行球体最小二乘拟合得到球心点坐标，每个实际面形点的坐标为，分别计算出每个实际面形点与球心点的距离di： 将计算出的di值从小到大进行排序，提取出di值中前Vt个小的实际面形点作为弧底凹坑点提取，将提取后剩余的实际面形点再次进行球体最小二乘拟合，并重新按照公式计算di值并提取出di值中前Vt个小的实际面形点作为弧底凹坑点提取，循环进行t次，第t次时将提取后剩余的实际面形点再次求解di值并从大到小进行排序，将di值中前U个大的实际面形点作为球面点提取，最终从步骤七所得到的实际面形点中分离出U个球面点和V个弧底凹坑点；步骤九、将得到的球面点及特征点分别拟合球心，将球面点球心作为二次加工零点；步骤十、将特征点球心利用最小二乘法拟合为一个平面并求解其法向量，该平面的法向量即为偏移向量；步骤十一、根据平面的法向重新生成二次加工轨迹并进行加工。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工业大学 一种复杂面形球体多工序加工用装置及其重复定位方法

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