[发明专利]高精度平面加工系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种平面加工系统及方法，尤其是一种高精度平面加工系统及方法。

背景技术

高精度平面加工一直是军事、科技及民用等领域的核心制造技术。然而，电脑数字控制(computernumericalcontrol,CNC)加工设备的精度、加工来料问题、加工刀具的磨损及加工环境等因素很难保证平面加工处理的产品达到高精度(如0.001mm)。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种高精度平面加工系统及方法，可以自动快速的对物料的待加工区域边检测边加工，以达到指定的加工精度。

一种高精度平面加工系统，运行于与CNC加工设备相连接的计算装置。该系统包括一系列功能模块，利用这些功能模块，该系统控制扫描系统对待加工的物料进行扫描得到不在同一条直线上的第一组扫描点，校正加工刀具，使得所述第一组扫描点所形成的平面的法向量与所述加工刀具的轴线之间的角度小于等于预设值；在所述加工刀具校正完成后，控制所述扫描系统对待加工的物料上至少四个位置进行扫描得到第二组扫描点，将所述第二组扫描点拟合成的平面作为基准面，并计算所述基准面的平面度；对所述待加工的物料的待加工区域进行矩形网格切分，在切分后的每个矩形网格中设置起始点和结束点，根据各个矩形网格的起始点及结束点生成加工路径；根据所述加工路径确定当前需要加工的矩形网格，控制所述扫描系统对确定的矩形网格从起始点到结束点进行扫描，每扫描一次得到至少三个点，该至少三个点形成一个多边形面；计算每个多边形面的的中心点的Z坐标与基准面的平面度之间的差值，将所述差值反馈给所述CNC加工设备以修正所述加工刀具的Z坐标；控制所述CNC加工设备根据所述加工程序利用修正后的加工刀具对确定的矩形网格沿起始点至结束点进行加工；在所有矩形网格加工完成后，将加工后的物料的待加工区域更新为基准面，并计算更新后的基准面的平面度；及判断所述更新后的基准面的平面度是否小于等于预先设定的加工精度，以判断物料是否加工合格。

一种高精度平面加工方法，应用于与CNC加工设备相连接的计算装置。该方法包括：校正步骤，控制所述扫描系统对所述待加工的物料进行扫描得到不在同一条直线上的第一组扫描点，校正所述加工刀具，使得所述第一组扫描点所形成的平面的法向量与所述加工刀具的轴线之间的角度小于等于预设值；第一处理步骤，在所述加工刀具校正完成后，控制所述扫描系统对待加工的物料上至少四个位置进行扫描得到第二组扫描点，将所述第二组扫描点拟合成的平面作为基准面，并计算所述基准面的平面度；路径生成步骤，对所述待加工的物料的待加工区域进行矩形网格切分，在切分后的每个矩形网格中设置起始点和结束点，根据各个矩形网格的起始点及结束点生成加工路径；扫描步骤，根据所述加工路径确定当前需要加工的矩形网格，控制所述扫描系统对确定的矩形网格从起始点到结束点进行扫描，每扫描一次得到至少三个点，该至少三个点形成一个多边形面；第二处理步骤，计算每个多边形面的的中心点的Z坐标与基准面的平面度之间的差值，将所述差值反馈给所述CNC加工设备以修正所述加工刀具的Z坐标；控制步骤，控制所述CNC加工设备根据所述加工程序利用修正后的加工刀具对确定的矩形网格沿起始点至结束点进行加工；第三处理步骤，在所有矩形网格加工完成后，将加工后的物料的待加工区域更新为基准面，并计算更新后的基准面的平面度；及判断步骤，判断所述更新后的基准面的平面度是否小于等于预先设定的加工精度，以判断物料是否加工合格，若所述更新后的基准面的平面度大于预先设定的加工精度，则返回所述扫描步骤。

相较于现有技术，本发明提供的高精度平面加工系统及方法，可以先对待加工区域进行矩形网格切分，形成弓字形的加工路径，再通过边检测边加工迭代多次以达到理想的平面精度。

附图说明

图1是本发明高精度平面加工系统较佳实施例的运行环境图。

图2是本发明高精度平面加工系统较佳实施例的功能模块图。

图3是本发明高精度平面加工方法较佳实施例的流程图。

图4是加工路径的示意图。

主要元件符号说明