曲面零件的加工設備的制造方法
【技術領域】
[0001]本實用新型涉及曲面零件的加工技術領域，尤其涉及一種大尺寸曲面零件的加工設備。
【背景技術】
[0002]目前對于大尺寸的曲面零件的加工方式，普遍為采用CNC機床加工或者人工加工，可是，若采用CNC機床加工，則存在機床占地面積大、成本高的問題；若采用人工加工，則存在效率低、精度差的問題。
[0003]因此，有必要提供一種技術手段以解決上述缺陷。
【實用新型內容】
[0004]本實用新型的目的在于克服現(xiàn)有技術之缺陷，提供曲面零件的加工設備，以解決現(xiàn)有技術中在加工大尺寸曲面零件時存在占地面積大、成本高、效率低及精度差的問題。
[0005]本實用新型是這樣實現(xiàn)的，曲面零件的加工設備，所述曲面零件具有至少一個加工面，所述加工面上設有用以對所述加工面進行加工的加工方向，所述加工設備包括:
[0006]供所述曲面零件停靠放置的第一放置區(qū)；
[0007]靠近于所述第一放置區(qū)的第二放置區(qū)；
[0008]用以對所述曲面零件進行加工的機器人，所述機器人沿所述加工面的加工方向移動設于所述第二放置區(qū)上，且所述機器人包括機器人本體以及用以控制所述機器人本體工作的控制單元，所述機器人本體上配設有用以執(zhí)行加工指令的執(zhí)行器，所述執(zhí)行器包括主軸及設于所述主軸上的加工刀具，所述控制單元上設有所述機器人的工作坐標系，且該所述工作坐標系包括互相垂直的X方向、Y方向及Z方向；
[0009]用以標識限定所述機器人的三維空間坐標的標定基準塊，所述標定基準塊設于所述第一放置區(qū)與所述第二放置區(qū)之間，并沿所述加工面的加工方向延伸設置，且所述標定基準塊包括有若干個對應于所述機器人分段移動的距離的分段基準；
[0010]用以標識界定所述機器人沿所述加工面的加工方向分段移動時從一個分段移至另一個分段產(chǎn)生的距離偏差的標定定位件，所述標定定位件設于所述主軸上，且所述標定定位件的中心線與所述加工刀具的中心線呈間隔平行設置；
[0011]用以標識界定所述機器人的移動位置相對于理論位姿值的位姿偏差的位姿標定塊，所述位姿標定塊設于所述主軸上，且所述位姿標定塊的中心線與所述主軸的中心線垂直相交，所述位姿標定塊包括互相垂直的長度方向、寬度方向及高度方向，且所述位姿標定塊的長度方向與所述工作坐標系的X方向平行、所述位姿標定塊的寬度方向與所述工作坐標系的Y方向平行、所述位姿標定塊的高度方向與所述工作坐標系的Z方向平行；
[0012]用于掃描獲取被測對象的三維空間坐標數(shù)據(jù)并可對該三維空間坐標數(shù)據(jù)進行逆向建模及誤差分析的三維掃描裝置，所述三維掃描裝置移動設于所述第二放置區(qū)上；
[0013]用以發(fā)出操作指令和顯示結果數(shù)據(jù)的上位機，所述上位機上配設有可對所述曲面零件進行模型仿真分析的模型仿真分析軟件，且所述上位機分別與所述控制單元、所述三維掃描裝置電連接。
[0014]具體地，所述位姿標定塊為長方體結構，且所述長方體結構的長度、寬度及高度互不相等。
[0015]具體地，所述標定基準塊為長條狀結構，且若干所述分段基準的距離均為L，L >0，該若干所述分段基準沿同一直線方向呈均勻間隔設置。。
[0016]具體地，所述機器人還包括設于所述機器人本體的底端以使所述機器人本體滑動設置的滑塊、及與所述滑塊滑動配合的滑動平臺，所述滑動平臺設于所述第二放置區(qū)上并沿所述加工面的加工方向延伸設置。
[0017]具體地，所述三維掃描裝置設于所述機器人底端的一側。
[0018]本實用新型的曲面零件的加工設備的技術效果為:本實用新型的加工設備主要由機器人、位姿標定塊、標定基準塊、標定定位件、三維掃描裝置及上位機組成，由此，在加工前，先使三維掃描裝置分別掃描曲面零件、位姿標定塊，然后將圖像上數(shù)據(jù)傳至上位機，再由上位機的模型仿真分析軟件對圖像數(shù)據(jù)進行逆向建模及數(shù)據(jù)分析，以得到第一相對偏轉值；在加工時，使機器人對曲面零件分段加工，而在機器人從一段距離移至另一段距離時，借由三維掃描裝置分別掃描標定定位件、標定基準塊上的對應于機器人移動的距離的分段基準，以分別獲取標定定位件、標定基準塊上的對應于機器人移動的距離的分段基準的三維空間坐標數(shù)據(jù)，并將該兩者得出的三維空間坐標數(shù)據(jù)進行逆向建模及誤差分析，以得到機器人沿加工面的加工方向從一個分段移至另一個分段時的距離誤差，再由上位機將該距離誤差相應的數(shù)據(jù)傳送至控制單元；然后，通過控制單元根據(jù)該距離誤差對機器人當前的三維坐標值進行補償修正，并在補償修正后將該距離誤差進行清零；之后，再繼續(xù)使機器人從一段距離移至另一段距離，直至整個曲面零件加工完成；而對另外一個曲面零件進行加工時，先使三維掃描裝置分別掃描另外一個曲面零件、位姿標定塊，然后將圖像上數(shù)據(jù)傳至上位機，再由上位機的模型仿真分析軟件對圖像數(shù)據(jù)進行逆向建模及數(shù)據(jù)分析，以得到第二相對偏轉值；再接著，計算第二相對偏轉值與第一相對偏轉值之間的誤差，以對應得出偏轉誤差；再接著，通過上位機根據(jù)偏轉誤差對機器人進行補償修正；之后，重復上述操作，直至另外一個曲面零件加工完成；再重復上述操作，直至所有曲面零件加工完成。
[0019]而采用本實用新型提供的曲面零件的加工方法，不但有效地解決曲面零件裝夾后會存在曲面零件發(fā)生偏轉的問題，以此減少機器人對曲面零件加工的加工誤差，同時，還有利于提高曲面零件的加工精度。
[0020]同時地，借由機器人加工的靈活性，還有利于實現(xiàn)大尺寸曲面零件一次裝夾整體加工。
【附圖說明】
[0021]圖1為本實用新型的曲面零件的加工設備的示意圖；
[0022]圖2為本實用新型的曲面零件的加工設備的標定定位件與加工刀具的位置關系示意圖；
[0023]圖3為本實用新型的曲面零件的加工設備的加工方法的第一實施例的示意圖；
[0024]圖4為本實用新型的曲面零件的加工設備的加工方法的第一實施例的流程框圖；
[0025]圖5為本實用新型的曲面零件的加工設備的加工方法的第二實施例的示意圖；
[0026]圖6為圖4中去除曲面零件的示意圖，以展示曲面零件的三維空間坐標系。
【具體實施方式】
[0027]為了使本實用新型的目的、技術方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結合附圖及實施例，對本實用新型進行進一步詳細說明。應當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本實用新型，并不用于限定本實用新型。
[0028]曲面零件的加工方法的實施例:
[0029]實施例一:
[0030]請參閱圖1至圖4，下面對本實施例的曲面零件的加工方法進行闡述。
[0031]本實施例的曲面零件的加工方法，包括以下步驟:
[0032]步驟S101、準備η個待加工的曲面零件20，且η彡2，任一曲面零件20具有至少一個加工面21，并于加工面21上設置用以對加工面21進行加工的加工方向，其中，該加工方向如箭頭P所示；
[0033]步驟S102、設置一供曲面零件20?？糠胖玫牡谝环胖脜^(qū)11 ；
[0034]步驟S103、將曲面零件20設于第一放置區(qū)11上；
[0035]步驟S104、準備一用以對曲面零件20進行加工的機器人12，設置機器人12包括機器人本體121以及用以控制機器人本體121工作的控制單元(圖中未標示)，使機器人本體121上配設有用以執(zhí)行加工指令的執(zhí)行器1210，并設置執(zhí)行器1210包括主軸1211及加工刀具1212，使加工刀具1212安裝于主軸1211上，其中，該加工刀具1212可以為鉆削刀具或銑削刀具；
[0036]步驟S105、設置一供機器人12安裝設置的第二放置區(qū)13，并使第二放置區(qū)13靠近于第一放置區(qū)11 ;
[0037]步驟S106、將機器人12沿加工面21的加工方向移動設于第二放置區(qū)13上，并于控制單元上設定機器人12的工作坐標系，且使工作坐標系包括互相垂直的X方向、Y方向及Z方向；
[0038]步驟S107、于主軸1211上設置用以標識界定機器人12的移動位置相對于理論位姿值的位姿偏差的位姿標定塊18，并使位姿標定塊18的中心線與主軸1211的中心線垂直相交，使位姿標定塊18包括互相垂直的長度方向、寬度方向及高度方向，并使位姿標定塊18的長度方向與工作坐標系的X方向平行、位姿標定塊18的寬度方向與工作坐標系的Y方向平行、位姿標定塊18的高度方向與工作坐標系的Z方向平行；
[0039]步驟S108、于第二放置區(qū)13上設置一用于掃描獲取被測對象的三維空間坐標數(shù)據(jù)并可對該三維空間坐標數(shù)據(jù)進行特征點云數(shù)據(jù)采集及特征自動拼接的三維掃描裝置15，使三維掃描裝置15移動設于第二放置區(qū)13上；