[发明专利]一种基于双基准约束的精加工配准方法

说明书

本发明公开了一种基于双基准约束的精加工配准方法，包括以下步骤：S1：根据平面和圆柱面分别得到平面理论基准和圆柱面理论基准；S2：对零件的待加工面、平面和圆柱面分别进行检测，分别得到待加工面检测点、平面检测点和圆柱面检测点；S3：通过平面拟合基准/圆柱面拟合基准向平面理论基准/圆柱面理论基准运动，得到第一平移矢量T₁和第一旋转矩阵R₁，再根据第一平移矢量T₁和第一旋转矩阵R₁将待加工面检测点进行变换；S4：根据平面理论基准和圆柱面理论基准建立局部坐标系，然后在局部坐标系下建立带有两个基准面约束的配准模型；S5：输出最终计算结果。本发明应用于机械加工领域。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体涉及一种基于双基准约束的精加工配准方法。

背景技术

在航空制造领域内，大量的零件之间存在着要求较高的装配关系。对于这类零件来说，其安装平面与安装孔(或安装轴)的位置极其重要，其他的几何特征需要首先保证相对于安装平面与安装孔(或安装轴)的位置关系。这类零件的安装平面通常与安装孔(或安装轴)垂直，并且在关键型面的精加工之前已经完成了制备，且待精加工的面仅具有少量的加工余量。例如在航空发动机的整体叶盘的叶片精加工工序中，叶盘辐板上已制备了基准平面与垂直于基准平面的基准孔，但待加工的叶片上仍然保留着少量的加工余量。为了保证整体叶盘数控加工后叶片的位置度,必须在叶盘叶片的自适应铣削中首先保持加工叶片相对于平面基准与圆柱面基准的位置关系，然后通过调整每片叶片的理论位置使得叶片具有较好的余量分布。

针对这种基准面与基准孔(或基准轴)已制备的零件，在采用基于检测点的配准技术来实现零件的自适应定位的过程中，不能仅仅依靠待加工面的检测点与其理论曲面之间的距离最小进行配准。这会造成待加工面与毛坯之间虽然能够匹配，但是精加工后的面丧失了相对于圆柱面基准的位置关系。

因此在配准过程中，必须首先将设计模型上的基准平面与毛坯上的基准平面进行统一，将设计模型上的基准孔(或基准轴)与毛坯上的基准孔(或基准轴)的位置进行统一。然后在保证平面基准与圆柱面基准不动的前提下进行待加工面的配准，从而实现能够保证基准平面与基准孔(或基准轴)位置的自适应定位。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供一种基于双基准约束的精加工配准方法，能够保证零件与平面理论基准、圆柱面理论基准相对的位置关系，保证待加工面相对于平面基准与圆柱面基准的位置精度，从而保证零件与其他部件的配合；能够提高零件在配准过程中的计算效率，降低配准过程所需时间，提高加工精度。

(二)技术方案

为解决上述技术问题，本发明提供了一种基于双基准约束的精加工配准方法，包括以下步骤：

S1：将待加工的零件固定后，根据零件的待加工面确定两个参考部，所述参考部为平面和圆柱面，根据平面和圆柱面分别得到平面理论基准和圆柱面理论基准；

S2：对零件的待加工面、平面和圆柱面分别进行检测，分别得到待加工面检测点、平面检测点和圆柱面检测点；

S3：通过对平面检测点和圆柱面检测点进行分别拟合得到平面拟合基准和圆柱面拟合基准，所述平面拟合基准和圆柱面拟合基准相互垂直，通过平面拟合基准/圆柱面拟合基准向平面理论基准/圆柱面理论基准运动，得到第一平移矢量T₁和第一旋转矩阵R₁，再根据第一平移矢量T₁和第一旋转矩阵R₁将待加工面检测点进行变换；

S4：根据平面理论基准和圆柱面理论基准约束建立局部坐标系，然后在局部坐标系下建立配准模型，通过局部坐标系约束运动的自由度，并通过余量约束控制待加工面的加工余量，并求解配准模型；