[发明专利]基于激光轮廓测量仪的铸造件浇冒口切割轨迹确定方法

说明书

本发明公开一种基于激光轮廓测量仪的铸造件浇冒口切割轨迹确定方法，是采用二维激光轮廓测量仪结合切割机器人，首先对铸造件浇冒口的外轮廓和尺寸进行确认，然后再确定切割轨迹，包括步骤：1)首先用激光束沿铸造件浇冒口竖直截面照射，确定工件上表面上一点，并以此为基准确定加工平面的高度；再用激光束沿铸造件加工平面照射，记录三束光照射到浇冒口外轮廓上的三个点的位置；2)然后利用三点确定浇冒口外轮廓，计算圆心和半径；3)再换上切割刀具，根据自身参数以及浇冒口位置、外轮廓尺寸，确定进、退刀点和运行轨迹，沿加工平面切割。本发明可精确确定浇冒口轮廓以及进退刀轨迹，适合大批量非标准毛坯铸件浇冒口加工处理。

技术领域

本发明涉及铸造件浇冒口的切割方法，属于铸造技术领域，具体是关于一种铸造件浇冒口形状、轮廓及切割轨迹确定的方法。

背景技术

现在的行业状况中，关于铸造件浇冒口形状、轮廓以及切割线确定方法一般分为两种。一种是针对尺寸较小的铝铸件，由于铸造精度比较高，一般采用固定路线的切割加工方式，即一次性对一整批同型号的铸件进行加工程序编译，而后对每一件个体都采用相同的程序进行非智能自动化加工；另一种是针对尺寸较大的铸件，由于铸造精度比较低，很难对同批次不同个体采用相同加工程序，故而只能选择采用人工手持砂轮机进行浇冒口切割以及打磨清理的方式。因而，无论针对精度高还是精度低，尤其是精度低的铸件，现行方法中，都没有能够采用对单一铸件浇冒口精确捕捉测量，进而按照测量结果确定轨迹，自动化编程切割的方式。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供一种基于激光轮廓测量仪的铸造件浇冒口切割轨迹确定方法，该方法利用二维激光轮廓测量仪首先在预设位置进行扫描后准确获取浇冒口外轮廓坐标值，并判断浇冒口形状和尺寸，然后再进行浇冒口切割轨迹计算。此方法实现了自动化操作，且切割轨迹准确，不会给浇冒口带来漏割、毛边等现象，相对于人工划线切割显然具有不可比拟的创新性，给行业技术带来了变革。

本发明解决以上技术问题所采取的技术方案如下：一种基于激光轮廓测量仪的铸造件浇冒口切割轨迹确定方法，是采用二维激光轮廓测量仪结合切割机器人，首先对铸造件浇冒口的外轮廓和尺寸进行确认，然后再确定切割轨迹；

其中包括如下步骤：

1)首先将二维激光轮廓测量仪安装于切割机器人上，先用激光束沿铸造件浇冒口竖直截面照射，记录其中的一束光照射到铸造件上表面、且接近浇冒口位置的点A1的位置，并将此点向上H高的位置确定加工平面S的高度，加工平面S是垂直于浇冒口中心线的平面；

2)再用激光束沿铸造件加工平面S照射，记录其中三束光照射到浇冒口外轮廓上的三个点B1、B2、B3的位置；

3)然后利用B1、B2、B3三点对浇冒口外轮廓按圆形进行确定，并计算其圆心和半径；

4)在安装二维激光轮廓测量仪的位置换上切割刀具，然后根据切割刀具自身参数以及浇冒口位置、外轮廓尺寸，确定进、退刀点和运行轨迹，然后沿加工平面S进行切割。

其中，测量基于两个坐标系：

一，激光测量坐标系：激光测量坐标系为二维平面坐标系，以二维激光轮廓测量仪激光发射的起始点为原点O，以镜头法线方向为Z轴正半轴方向，面向测量仪前方时以Z轴向右的方向为X轴正半轴方向；

二，机器人世界坐标系：机器人世界坐标系为三维平面坐标系，以机器人固定底座底面中心为原点O’，铅锤于地面向上的方向为Z’轴正方向，站立于机器人处面向加工台时，右侧方向为X’轴正方向，面向加工台方向为Y’轴正方向；

记激光测量坐标系原点O在机器人世界坐标系下的偏移坐标记为O1(Xo1’，Yo1’，Zo1’)；切割刀具中心即为激光测量坐标系原点所在；