[发明专利]无模型筒形铸件内腔铣削加工系统及轨迹规划方法

说明书

本发明公开了一种无模型筒形铸件内腔铣削加工系统，包括：旋转装置，用于安装待加工零件并带动其旋转；扫描测量装置，用于测量待加工零件以获取待加工零件的内外壁点云集；标定装置，设置在旋转装置上并与其回转中心同轴；铣削加工装置，按照铣削轨迹完成待加工零件的铣削加工；中央控制电子单元，能够构造待加工零件的模型，确定不同加工点位的加工余量，规划铣削轨迹。本发明还提供了一种无模型筒形铸件内腔铣削加工的轨迹规划方法。本发明实现对无模型筒形铸件的内外壁精确测量，结合对壁厚的辨识确定不同加工点位处的实际加工余量，以自适应的完成非均匀壁厚分布下的铣削去除，以保证加工后的壁厚均匀性。

技术领域

本发明涉及筒形铸件内腔加工技术，尤其涉及一种无模型筒形铸件内腔铣削加工系统及轨迹规划方法。

背景技术

筒形铸件广泛的应用于航空航天领域，如航天飞行器舱体、飞机座舱等，采用铸造成型后经过内外表面的铣削去除进行减薄加工，壁厚减薄精度要求高。其中，内腔铣削加工是控制壁厚的关键工序，直接影响筒形铸件加工质量及产品服役性能。通常筒形内壁设计有复杂的加强筋、肋以及电气设备的安装凸台，通常采用分区域铣削去除的方式保证减薄加工后的壁厚；且由于铸件外形偏差大，铸造毛坯与理论数模存在较大偏差。

由于复杂舱体零件铸造精度不高，实际铸造零件与理论数模存在较大的偏差，导致基于理论模型加工出的零件精度低、尺寸超差严重。

现有加工方式主要依靠人工分区域手动调试，分区域多次调试切深以及加工路径的试加工方式完成目标壁厚的铣削加工。不仅效率低，且难以考虑非均匀初始壁厚影响下的自适应轨迹规划，无法保证加工后的壁厚均匀性。

因此，本领域的技术人员致力于开发一种无模型筒形铸件内腔铣削加工系统及轨迹规划方法，实现对无模型筒形铸件的内外壁精确测量，并通过测量的内外壁点云集构造成精准的铸造工件模型，结合对壁厚的辨识确定不同加工点位处的实际加工余量，自适应的完成非均匀壁厚分布下的铣削去除，以保证加工后的壁厚均匀性。

发明内容

为实现上述目的，本发明提供了一种无模型筒形铸件内腔铣削加工系统，包括：

旋转装置，用于安装待加工零件，并被配置为带动所述待加工零件旋转；

扫描测量装置，设置在所述旋转装置附近，并被配置为用于测量所述待加工零件以获取所述待加工零件的内外壁点云集；

标定装置，设置在旋转装置上，并与所述旋转装置的回转中心同轴；

铣削加工装置，被配置为按照铣削轨迹完成所述待加工零件的铣削加工；

中央控制电子单元，分别连接所述旋转装置、所述扫描测量装置、所述铣削加工装置，并被配置为能够根据所述扫描测量装置获取的所述内外壁点云集构造所述待加工零件的模型，确定不同加工点位的加工余量，规划所述铣削轨迹，以及控制所述旋转装置、所述扫描测量装置、所述铣削加工装置的联动。

进一步地，所述旋转装置包括地面工作台、分度转台、转台控制电机、分度转台控制器、零件夹持单元，其中，所述分度转台设置在所述地面工作台的上表面，所述转台控制电机连接所述分度转台并在所述分度转台控制器的控制下驱动所述分度转台旋转，所述零件夹持单元设置在所述分度转台上并配置为夹持所述待加工零件，使得所述待加工零件随所述分度转台一起绕所述回转中心旋转，所述分度转台控制器与所述中央控制电子单元进行数据交互，以从所述中央控制电子单元获取指令。

进一步地，所述标定装置包括标定圆环和标定球，所述标定圆环固定在所述分度转台上并被配置为位于所述待加工零件上方，所述标定球设置在所述分度转台的所述回转中心处，所述标定圆环与所述分度转台同轴。