[发明专利]双五轴镜像同步加工系统及镜像同步补偿铣削方法

说明书

本发明提供了一种双五轴镜像同步加工及镜像同步补偿铣削方法，包括有铣削补偿系统、同步支撑补偿系统和同步加工方法。铣削系统包括有：五轴双摆铣削头、与铣削主轴轴线平行的补偿轴；同步辅助支撑系统包括有：五轴双摆支撑头、与支撑轴线平行的补偿轴、测厚装置、压力检测装置、法向与距离跟随装置、法向柔性支撑装置；镜像同步补偿铣削方法包括双五轴系统执行定制的同步铣削NC代码，加工过程中铣削补偿轴与支撑补偿轴双侧镜像实时补偿。本发明在航空蒙皮加工领域的应用具有重要意义。

技术领域

本发明涉及机械加工领域，具体地，涉及航空航天钣金蒙皮类零件的双五轴镜像同步加工系统及镜像同步补偿铣削方法。

背景技术

传统航空钣金蒙皮类零件的加工方法为化学腐蚀加工，该方法工艺复杂且对环境污染严重而且耗时长，采用双五轴镜像铣加工方式后，能用机械加工的方法对蒙皮进行指定厚度的减薄铣削。机械铣削最核心的问题是如何对薄壁类蒙皮零件进行精确加工，得到数字模型中设计指定轮廓与厚度精度。传统的五轴铣削加工方案，主要是针对刚性件机械铣或对小尺寸、小悬伸的薄壁件进行近似刚性件的铣削。蒙皮零件由于表面积大、薄壁、弱刚性易变形的特点，铣削过程会产生加工震颤和随机形变，传统机械铣方案无法进行精确的机械加工减薄。

传统化铣工艺存在化学污染、耗能较高、消耗铝材无法回收等固有弊端，且精度差；传统五轴机械铣只能进行刚性铣削或利用型面模具进行近似刚性铣削，适用范围狭窄。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种双五轴镜像同步加工系统及镜像同步补偿铣削方法。

根据本发明提供的一种双五轴镜像同步加工系统，包括控制系统、铣削补偿系统、同步支撑补偿系统，其中：

控制系统控制铣削补偿系统执行铣削动作；控制系统控制同步支撑补偿系统执行与控制系统控制铣削补偿系统镜像同步的刀尖点同步跟随动作；

铣削补偿系统包括执行铣削动作的X1、Y1、Z1、A1、C1轴和执行切深实时补偿的补偿轴W1；

同步支撑补偿系统包括执行刀尖点同步跟随动作的X2、Y2、Z2、A2、B2轴和与执行法向补偿的补偿轴W2，补偿轴W1和补偿轴W2始终平行于刀轴法向；

同步支撑补偿系统集成有气动阻尼浮动支撑装置、厚度实时监测装置以及变形监测装置。

优选地，执行铣削动作的X1、Y1、Z1、A1、C1轴为标准AC双摆五轴结构，执行带RCTP功能的五轴铣削NC程序。

优选地，执行刀尖点同步跟随动作的X2、Y2、Z2、A2、B2轴为标准AB双摆五轴结构，执行铣削侧镜像的五轴跟随NC程序，所述跟随NC程序代码与铣削NC程序代码控制刀尖点同步。

优选地，所述同步支撑补偿系统包括气动阻尼浮动支撑装置，所述气动阻尼浮动支撑装置实现对工件的支撑，并具备阻尼效果。

优选地，所述同步支撑补偿系统包括厚度实时监测装置，所述厚度实时监测装置包括多个测量传感器，所述测量传感器对工件的厚度进行测量。

优选地，所述同步支撑补偿系统包括变形监测装置，变形监测装置包括四点电涡流，四点电涡流用于测出小区域内的四点距离，通过其中的三点确定一个平面法向，另一点用于校核。

根据本发明提供的一种双五轴镜像同步补偿铣削方法方法，包括如下步骤：

定制后处理步骤：采用定制后处理，把刀路轨迹后处理为刀尖点同步的十轴代码；

铣削步骤：铣削补偿系统根据所述十轴代码执行基础铣削动作；

变形监测补偿步骤：基于厚度实时监测装置监测的距离值，判断同步支撑补偿系统与工件表面的间距，确定变形量，距离补偿通过改变补偿轴W2实现；