[发明专利]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，用于激光切割零件的快速定位。

背景技术

钛合金薄板类零件在飞机研制过程中大量的使用，但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，实现了超塑型的薄壁类钛合金零件的外缘激光切割加工，代替原始的手工加工，激光切割加工相对于手工加工不但效率大大提高，加工精确度更有了保障。

零件的激光切割过程为：在零件工装上设计三处定位孔，工装加工完成后放置于激光切割机内，将激光发生器与三个定位孔最大限度的靠近，记录当时三处的坐标值。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下的位置进行零件编程，整个加工过程中，零件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。

以上加工方式存在的问题是：由于激光发生器只能够最大限度的接近零件工装，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发生器的损坏，不同的人员操作水平不同，测量的值也存在较大的差异，很难保证最终加工出的零件精度，零件报废时有发生，最后只能够采取留有少量余量，然后采用工人手工加工的方式，使得激光切割加工没有起到关键的作用。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种激光切割零件的快速定位方法，该方法可以快速、高效、准确的对零件进行定位，保证激光切割零件的精度与效率。

为解决以上问题，本发明的具体技术方案如下：一种激光切割零件的快速定位方法，包括以下步骤：

1）测量并建立激光切割机坐标系：在激光切割头上放置一个靶标，分别测量激光切割机原点处于X、Y、Z三个方向极值位置的坐标值，通过靶标与激光发生器位置相对坐标值换算激光发生器位置坐标，通过换算后的原点处与X、Y、Z三个方向极值位置的坐标值在激光跟踪仪内建立激光切割机坐标系；

2）测量零件工装实际位置：将零件工装放置在激光切割机内，零件工装上设计至少三处用于放置靶标的位置，使用激光跟踪仪测量零件工装上放置的靶标，在激光切割机坐标系内的相对实际坐标值；

3）激光切割零件编程：按照已测量靶标相对实际坐标值在激光切割编程软件内建立三个点，调整零件工装数模使得工装数模内靶标的理论数模与建立的三个点重合，完成工装数模的定位；

4）定位后工装数模进行零件切割编程。

该激光切割零件的快速定位方法，具有以下优点：

1、准确的工装定位能够有效的保证零件的加工精度：相比仿形拟合定位，通过此办法能够实现零件工装的精准定位，以保证零件切割的精度，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仿形拟合定位不准确造成的零件报废问题；

2、工装定位效率非常高：相比仿形拟合定位，通过此办法定位需要的时间至少能够减少20倍；

3.能够减小激光发射器损坏的几率：长时间通过方形拟合进行定位，激光发生器撞击工装表面的现象时发生，通过此办法能够有效的避免此类现象。

具体实施方式

一种激光切割零件的快速定位方法，包括以下步骤：

1）测量并建立激光切割机坐标系：在激光切割头上放置一个靶标，分别测量激光切割机原点处于X、Y、Z三个方向极值位置的坐标值，通过靶标与激光发生器位置相对坐标值换算激光发生器位置坐标，通过换算后的原点处与X、Y、Z三个方向极值位置的坐标值在激光跟踪仪内建立激光切割机坐标系；

2）测量零件工装实际位置：将零件工装放置在激光切割机内，零件工装上设计至少三处用于放置靶标的位置，使用激光跟踪仪测量零件工装上放置的靶标，在激光切割机坐标系内的相对实际坐标值；

3）激光切割零件编程：按照已测量靶标相对实际坐标值在激光切割编程软件内建立三个点，调整零件工装数模使得工装数模内靶标的理论数模与建立的三个点重合，完成工装数模的定位；

4）定位后工装数模进行零件切割编程。

    该方法的核心在于利用激光跟踪仪测量激光切割机的实际原点位置及X、Y、Z方向运动路径，在激光跟踪仪内建立激光切割机坐标系，在零件工装上放置至少3个靶标即反射器，通过激光跟踪仪测量靶标在激光切割机坐标系内的相对实际位置，按照测量的相对位置坐标值在激光切割编程软件内调整零件工装数模的位置。该方法快速、高效、准确。