[发明专利]一种复杂薄壁曲面工件加工工艺参数的校验方法

说明书

技术领域

本发明涉及金属零件加工成型领域，特别涉及利用数控机床对一种复杂薄壁曲面工件加工过程中的工艺参数进行校验的方法。

背景技术

复杂薄壁曲面工件如涡轮等的叶片的数控加工技术一直是工业界和学术界关注的重要问题。对于不同的机床有不同的数控驱动系统，其内部算法和机床的结构以及工作台的质量决定了机床的动态特性。在常见的数控编程及数控仿真软件中对机床动态特性未加考虑，因而出现了很多叶片加工程序在数控仿真中能获得很好的质量，而实际加工中则出现各种缺陷。

机床的动态特性决定了加工中的实时进给速度。通过监测加工过程中的实时进给速度能发现叶片加工过程中的机床运动缺陷，通过一定的技术手段消除进给速度中的突变能有效提高叶片加工质量。

发明内容

本发明的目的在于提供一种复杂薄壁曲面工件加工工艺参数的校验方法。

本发明为了实现其技术目的所采用的技术方案是：一种复杂薄壁曲面工件加工工艺参数的校验方法，该方法使用高速摄像机记录机床实时工作状态，并于时后处理实时记录获得工件加工工艺的实时参数，利用该实时参数对加工数控机床中的复杂薄壁曲面工件加工工艺理论参数进行修正；包括以下步骤：

A、将复杂薄壁曲面工件加工工艺设计工艺参数输入到加工机床的数控中心中，数控中心控制加工机床对复杂薄壁曲面工件实施加工；

B、利用高速摄像机按步骤A加工工艺设计参数中进给速度同步对加工过程进行实时拍摄记录；

C、将步骤B获取的实时拍摄的录像进行时后处理，获得所述的机床加工的复杂薄壁曲面工件实际工艺参数曲线；

D、利用所获得的实际工艺参数曲线与复杂薄壁曲面工件加工工艺设计工艺参数进行比较，对所述的设计参数进行校正；

E、将校正后的设计参数输入到机床中，利用机床对工件进行批量加工。

具体的，上述的一种复杂薄壁曲面工件加工工艺参数的校验方法中：高速摄像机的拍摄频率不低于100fps。

本发明的技术方案中使用了高速摄影技术对机床加工过程进行实时拍摄，然后使用数字图像处理技术，将加工机床进给速度和时间对应起来，获取了复杂薄壁曲面工件如叶片加工过程中的进给速度变化实时曲线，为加工质量的改进奠定了基础。

这种方法的关键技术特点体现在如下几个方面：

整个测量过程中只使用高速摄像机作为测量仪器，设备架设简单，操作方便；

采用软件进行图像处理，自动化程度很高；

适合叶片等复杂零件的实时进给速度的测量。

下面结合附图和具体实施例对本发明进行较为详细的说明。

附图说明

图1是本发明实施例1中对加工机床工作过程的实时进给速度测量的系统框图。

具体实施方式

图1所示为叶片加工过程中实时进给速度测量的系统框图。将四轴或五轴数控加工程序导入到机床中，将高速摄像机架设在操控台上，调整好画面，将操控台页面调整至显示实时进给速度的页面，开始加工叶片并开始拍摄。将拍摄的的图像数据导出，用专用的图像处理软件进行处理获取各帧的实时进给速度。加工时间的获取有两种方式：在加工时间与进给速度能同时显示在一个页面上的机床，在图像处理时，直接获取加工时间与进给速度；对于不能同时显示的，将图像拍摄速度作为时间计量指标，每帧对应一个不同的拍摄时间，即加工时间。将获得的时间和实时进给速度相对应，可获得叶片加工过程中的实时进给曲线。至此测量过程结束。

本实施例的具体步骤，包括以下步骤：

A、将复杂薄壁曲面工件加工工艺设计工艺参数输入到加工机床的数控中心中，数控中心控制加工机床对复杂薄壁曲面工件实施加工；

B、利用高速摄像机按步骤A加工工艺设计参数中进给速度同步对加工过程进行实时拍摄记录；

C、将步骤B获取的实时拍摄的录像进行时后处理，获得所述的机床加工的复杂薄壁曲面工件实际工艺参数曲线；

D、利用所获得的实际工艺参数曲线与复杂薄壁曲面工件加工工艺设计工艺参数进行比较，对所述的设计参数进行校正；

E、将校正后的设计参数输入到机床中，利用机床对工件进行批量加工。

本实施例中，使用高速摄像机记录机床实时加工工作状态，并于时后处理实时记录获得工件加工工艺的实时参数，利用该实时参数对加工数控机床中的复杂薄壁曲面工件加工工艺理论参数进行修正。