[发明专利]应用3D数字模型闭环控制水铣刀的雕刻方法

摘要

本发明公开了一种应用3D数字模型闭环控制水铣刀的雕刻方法，首先采用上位电脑中的CAD软件建立产品的3D数字模型，再控制水刀实现铣刀功能，对待加工的材料进行雕刻加工，应用3D扫描仪检测加工进度和效果，根据3D扫描仪检测的数据反馈控制水刀的速度和走向。本发明将3D数字建模技术、3D扫描技术、水刀的切割技术、机械手的控制技术有机地融合为一体，应用于金属和非金属的雕刻加工中。本发明具有能准确快速地直接制作出复杂异型工件、模具的能力，节约大量的人力和材料、安全环保、不产生废水、粉尘、烟等环境污染物、安全性好、成本低的优点。

主权项

一种应用3D数字模型闭环控制水铣刀的雕刻方法，其特征在于：包括一台水刀、一台机械手、一台3D扫描仪和一台上位电脑，上位电脑控制水刀、机械手、3D扫描仪工作，具体步骤如下：A、在上位电脑中建立成品的3D数字模型，确定待加工的材料；B、把待加工的材料定位紧固在底座上，3D扫描仪在上位电脑的控制下对待加工的材料进行3D扫描，并把待加工的材料的3D数据保存至上位电脑的数据库中，由上位电脑将待加工的材料的3D数据的和产品的3D数字模型进行比对；C、根据材料性质：金属/非金属的性质和3D数字模型的外形确定走刀的加工方案；D、为了防止水刀的飞溅伤人，设置安全围挡和红外传感器，以保证人员安全；然后启动水刀的高压水泵，待水流正常后，机械手拿着水刀对待加工的材料进行加工，3D扫描仪随时对加工的进程进行检测反馈，确保加工量到位不过位；走刀过程分3个阶段:（1）、外廓包络面加工：根据待加工的材料的外形和产品的3D数字模型的外廓包络面，保留1‑5毫米余量尺寸进行初加工，用0.76mm的水刀头加沙进行切割加工；（2）、粗雕：根据产品的3D数字模型的外廓包络面，用1.14mm的水刀头加沙对初加工所保留的1‑5毫米余量尺寸进行铣磨加工，清洗掉1‑5毫米余量，通过粗雕加工出产品的外廓包络面；（3）、精雕：根据产品的3D数字模型的最终数据，确定细节部分的雕刻顺序，用0.08mm的水刀头不加沙进行打磨加工；所述顺序为：根据先粗后细、先上后下、先高后低的原则，目的是照顾水流走向；E、撤除安全围挡，产品撤场，得到成品。