[发明专利]一种激光切割零件的快速定位方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种激光切割零件的快速定位方法，属于机械加工领域。

背景技术

钛合金薄板类零件在飞机研制过程中被大量的使用，但是这种零件的手工加工难度非常大。随着大型五坐标激光切割设备的引入，实现了超塑成型的薄板类钛合金零件外缘的激光切割加工代替了原始的手工加工。激光切割加工相对于手工加工不但效率得到很大的提高，而且加工准确度更是有了充分的保障。

激光切割零件时通常采用的定位方法：在零件工装上设计几处定位孔，工装加工完成后放置于激光切割机内，将激光发生器与定位孔最大限度的靠近，并记录当位置的坐标值。然后通过记录的坐标值与原设计状态的坐标值拟合，以反求出零件在激光切割机坐标系下的位置进行零件编程。在零件的切割加工过程中，零件的工装不能发生任何移动，否则需要重新仿形测量定位孔的实际位置，每次更换零件工装都需要重新进行一次仿形测量。

以上定位方法存在以下问题：由于激光发生器只能够最大限度的接近零件工装，因此得到的值不够准确，且测量过程中只能够缓慢操作以防止激光发生器碰到零件表面造成激光发生器的损坏。此外不同的工作人员的操作水平也不相同，测量值也存在较大的差异，因此很难保证最终加工出的零件的精度，导致零件报废情况时有发生，最后只能够采取留有少量余量采用人工手工加工的方式，这样使得激光切割加工没有起到其关键的作用。

发明内容

本发明的目的是提供一种激光切割零件的快速定位方法，其快速、高效、准确的零件定位方式保证了激光切割零件的精度与效率。 

本发明的技术方案：一种激光切割零件的快速定位方法，包括以下具体步骤：

（1）    在零件工装设计软件内建立激光切割机坐标系：在用于零件工装设计的软件内建立与激光切割机编程软件匹配的激光切割机坐标系，零件工装基于此坐标系进行设计；

（2）    在激光切割机内增加反射靶点安装位置：在激光切割机内增加用于激光投影仪定位用的反射靶点安装位置，反射靶点的数量不少于6个且分散在激光切割机内；

（3）    零件工装的设计：在零件工装上增加用于零件工装定位用的定位点，定位点的数量至少为3个且分散在零件工装上；

（4）    确定激光投影信息：记录反射靶点坐标和定位点坐标，将反射靶点的坐标值与定位点的坐标值输入到激光投影仪中，激光投影仪捕获反射靶点完成理论坐标系与实物坐标系的统一，激光投影仪将理论状态下的定位点投影到零件工装表面后形成投影点；

（5）    零件工装的定位：将激光投影仪投射出的投影点与零件工装上的实际定位点重合来完成零件工装的定位；

（6）    编程：将零件工装和零件的参数同时导入激光切割机编程软件中进行编程；

（7）    零件切割。

所述的零件工装采用柔性零件工装，该工装的型面能够按照理论数据驱动进行变化，能够变化出精度及量程范围内的任意型面。 

本发明的有益效果：①相比仿形拟合定位，本发明能够实现零件工装的精准定位，保证了零件切割的精度，能够实现无余量加工，避免了带余量零件后续的手工加工的大量问题以及因仿形拟合定位不准确造成的零件报废问题；②相比仿形拟合定位，本发明大大缩短了工作时间，提高了工装定位的效率；③相比仿形拟合定位，本发明避免了激光发生器撞击工装表面造成激光发生器损坏的情况，降低了生产成本的同时也提高了工作效率；④通过引入柔性零件工装后，工装的位置与激光投影仪的位置相对固定，且每次进行零件切割前不需要再次定位，更适合飞机上多品种类零件的小批量生产，大大提高了生产的效率。 

附图说明

图1为本发明零件工装定位时的原理示意图。

1-激光投影仪；2-定位点；3-零件工装。 

具体实施方式

如图1所示，一种激光切割零件的快速定位方法，包括以下具体步骤：

（1）    在零件工装设计软件内建立激光切割机坐标系：在用于零件工装设计的软件内建立与激光切割机编程软件匹配的激光切割机坐标系，零件工装3基于此坐标系进行设计；

（2）    在激光切割机内增加反射靶点安装位置：在激光切割机内增加用于激光投影仪1定位用的反射靶点安装位置，反射靶点的数量为6个且分散在激光切割机内；

（3）    零件工装的设计2：在零件工装3上增加用于零件工装定位用的定位点2，定位点2的数量为3个且分散在零件工装3上；