[发明专利]随形自适应3D检测与加工系统

说明书

本发明属于智能制造技术领域，具体涉及一种随形自适应3D检测与加工系统，旨在解决现有技术中复杂形面零部件加工装置适应性和兼容性低、加工精度差、智能化低的问题。本申请提供的随形自适应3D检测与加工系统可实现五轴随形检测+八轴自随形自适应加工模式、八轴随形检测+五轴随形自适应加工模式、多轴随形检测+九轴随形自适应加工三种工作模式自由切换。通过多轴联动设计、多模式工艺切换、智能化控制系统开发等技术，可实现复杂形面零部件随形自适应智能3D检测与加工。

技术领域

本发明属于智能制造技术领域，具体涉及一种随形自适应3D检测与加工系统。

背景技术

在航空发动机、燃气轮机等工业领域，存在有大量复杂形面零部件，如发动机叶片、叶盘、曲轴等，这些零部件大都具有复杂曲面、曲线以及其它不规则形状特点，且部分零件如高端航空发动机叶片等零件，属于保密技术，很难获得其真实的曲面或曲线方程、图纸等技术资料，从而导致在对这些零部件进行加工或修复时，无法准确获得其外形参数，加工和修复精度很难达到规定标准。通过精确的传感器来对复杂形面零部件进行三维重建，获得其精确的外形参数，并将参数传输给后续的执行单元进行加工或修复是解决该问题的一条技术途径。

目前复杂零部件进行三维重建的方法很多，主要分为接触式和非接触式两类，对于接触式方法，如三坐标测量仪，具有精度高的优点、但其检测效率往往较低，且检测和加工很难放在一个单元里集成运行。对于非接触方法，如视觉传感器，其检测精度虽然不及接触式测量方法，但由于其检测效率高、易于与加工单元进行集成，因此成为目前研究和应用的热点。

对于现有检测与加工设备，其往往通过在现有的机床或机械手上进行改造，加装非接触式传感器，但这种方式具有很大局限性，首先是适应性不高，受限于原有设备的结构，改造后的设备通常是专用设备，只能针对一种或一类零件加工，适应性和兼容性较低；第二是测量精度不高，由于加工误差、装配误差、结构限制、标定误差等原因，很难获得加工制造所需的精度；第三，智能化程度低，由于是后期改造，导致其控制系统设计受限，智能化程度较低。

发明内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中复杂形面零部件加工装置适应性和兼容性低、加工精度差、智能化低的问题，本发明提供了一种随形自适应3D检测与加工系统，该系统包括彼此通信连接的双轴旋转运动单元、三轴坐标运动单元、六轴随形运动单元、3D检测模块和总控中心，所述三轴坐标运动单元和所述六轴随形运动单元分别装设于所述双轴旋转运动单元的两侧；

所述双轴旋转运动单元包括俯仰装置和偏转装置，用于带动第一负载进行俯仰运动和旋转运动；

所述三轴坐标运动单元用于带动第二负载沿三个相互正交方向进行直线运动；

所述六轴随形运动单元由六个独立的伺服运动轴组成，以带动第三负载进行空间六自由度随形运动；

所述3D检测模块用于获取工件的空间位姿信息；

所述第一负载、所述第二负载、所述第三负载分别为工件、加工执行器、所述3D检测模块中的任意一者且互不相同；

在工作状态下，所述总控中心基于所述3D检测模块获取的工件信息，选择预构建的联动加工模式并实时生成控制指令以控制加工执行器对工件进行加工。

在一些优选技术方案中，所述双轴旋转运动单元还包括支架，所述偏转装置通过所述俯仰装置固定于所述支架；

所述俯仰装置包括第一转台、俯仰驱动装置和运动架，两个所述第一转台平行间隔装设于所述支架，所述第一转台的旋转面垂直于所述支架设置；所述俯仰驱动装置装设于所述第一转台的一侧；所述运动架横向连接于两个所述第一转台之间；所述俯仰驱动装置驱动所述第一转台旋转以带动所述运动架进行俯仰运动；