飞机结构件数控加工在线自适应刀轨补偿方法

摘要

本发明公开了一种飞机结构件数控加工在线自适应刀轨补偿方法，该方法主要针对精加工刀轨进行在线自适应刀轨补偿。首先生成精加工操作之前的理论中间加工状态，即理论厚度与理论位置；其次生成检测实际中间加工状态的检测点，检测点依据精加工刀轨生成；然后对工件的实际中间加工状态进行在线检测，得到检测点的实际厚度与实际位置；最后根据公差要求对刀轨进行自适应补偿，生成新的无干涉刀轨。该方法自动地解决了飞机结构件加工过程中出现的变形、加工误差等问题，不需要将加工问题反馈至工艺人员，无需人工干预，针对加工中的问题，自动生成满足精度要求的精加工刀轨，提高了数控加工的效率，保证了加工质量。

主权项

一种飞机结构件数控加工在线自适应刀轨补偿方法，其特征在于该方法包括以下步骤：步骤一、生成精加工操作之前的理论中间加工状态，理论中间加工状态包括中间加工状态的理论面、检测面的中间状态理论厚度T_Th和相邻两检测面的中间状态理论距离T_Dts；如果检测面是三轴加工的面，则通过沿检测面外法向方向偏置一个加工余量的值形成中间加工状态的理论面，如果检测面是五轴加工的面，则通过加工该面形成中间状态的刀具沿刀轨所形成的扫略面构成中间加工状态的理论面；步骤二、离散精加工刀轨生成离散点，离散点为刀轨上的刀位点的标记为S_TPt，离散点为刀位点之间的插值点的标记为S_IPt，将离散点向中间状态的理论面投影生成检测实际中间加工状态的检测点，标记为M_IPt；步骤三、对工件的实际中间加工状态进行在线检测，得到检测点处的实际位置R_Ps与检测点处工件的实际厚度R_Th，根据检测点的实际检测位置，计算相邻两个检测面的实际中间状态的距离R_Dts；步骤四、根据检测结果评价中间状态的变形和误差是否能够通过刀轨修改来满足加工要求，如果不能，则报警，提示加工工人采取措施；若变形和加工误差不影响后续加工，则不采取措施；若能够通过修改刀轨来满足加工要求，则修改刀轨；步骤五、根据步骤四的评价结果，若需要刀轨补偿：对于一个面的情况，刀轨的补偿方法为：令N_TPP表示修改后的刀位点，令表示检测面的外法向单位向量，如果检测点是由精加工刀位点投影得到的，则新刀位点为：$N\_\mathrm{TPP}=S\_\mathrm{TPt}+\underset{\mathrm{Normal}}{\to }\times (T\_\mathrm{Th}-R\_\mathrm{Th});$如果检测点是由精加工刀位点进行插值而成的点投影得到的，则新刀位点为：$N\_\mathrm{TPP}=S\_\mathrm{IPt}+\underset{\mathrm{Normal}}{\to }\times (T\_\mathrm{Th}-R\_\mathrm{Th}),$然后形成新的加工刀轨；对于两个面的情况，刀轨的补偿方法为：令D_Tool表示精加工刀具直径，如果T_Dts≤R_Dts或者D_Tool≤R_Dts≤T_Dts，则按照前述的一个面的刀轨补偿方法各自进行刀轨补偿；如果，R_Dis≤D_Tool并且精加工为端铣加工底面，说明存在刀具干涉情况，则将底面的精加工刀轨根据工艺要求的切削深度沿刀轴方向从工件顶面高度进行分层加工，形成新的刀轨；步骤六、利用新生成的刀轨更新原NC程序，进行加工。