[发明专利]基于柔性传感器的曲面零件加工方法

说明书

本发明公开基于柔性传感器的曲面零件加工方法，步骤为：1)确定预加工零件；2)在工装夹具表面贴覆柔性传感器；所述柔性传感器具有若干传感单元；3)将预加工零件放置在工装夹具上；4)对预加工零件和工装夹具进行紧固连接；5)判断预加工零件表面是否与工装夹具的内表面存在形状差异；6)确定存在形状差异的预加工零件子区域；7)上位机根据差异程度控制加工刀具对待处理子区域进行加工。本发明可检测出异形曲面零件的内外表面相对工装夹具标准曲面的形状差异和厚度差异分布，从而为消除形状差异与厚度差异提供加工参数。

技术领域

本发明涉及零件加工领域，具体是基于柔性传感器的曲面零件加工方法。

背景技术

对于异形曲面零件加工，传统机械加工方式常难以保证零件曲面厚度的一致性。尤其，针对复合材料，相比一般材料的硬度、刚度等力学性能较低，在切削等加工过程中，复合材料易发生较大形变，刀头施加在材料上的应力将会对最终零件的成型产生不可控影响。为了保证异形曲面零件的高精度加工，一般既需要确保均匀一致的零件厚度、又需确保预期的曲面形状，则期望获得加工过程中曲面零件的厚度分布和曲面形状差异，以及工装夹具施加给待切削区域的实时接触力，即获得目标曲面轮廓上的实时分布力，则有助于加工获得理想指标的目标曲面零件。虽然已有技术在刀具上设置力传感器用于检测刀头所受零件的压力，但此类技术的检测力易受零件的材质、深浅、异变形状(如未贴合工装夹具时的拱起)等众多因素的干扰，且仅能实时检测刀头所在位置的单点受力，难以同时保证均匀一致的零件厚度和曲面形状。

发明内容

本发明的目的是提供基于柔性传感器的曲面零件加工方法，其包括以下步骤：

1)确定预加工零件；所述预加工零件具有异形曲面特征。

2)在工装夹具表面贴覆柔性传感器；所述柔性传感器具有若干传感单元；一个传感单元对应预加工零件的一个子区域；

柔性传感器包括压阻式柔性传感器、压容式柔性传感器。

柔性传感器具有弹性材料，厚度记为h。

所述工装夹具的内表面与标准工件完全契合。

3)将预加工零件放置在工装夹具上，令预加工零件的内表面与柔性传感器相贴；预加工零件的内表面与柔性传感器之间存在预加工误差间隙；

4)对预加工零件和工装夹具进行紧固连接，令预加工零件的内表面对柔性传感器施加压力；传感单元受到压力后，产生形变，从而向上位机输出电信号；

5)上位机基于接收到的若干电信号判断预加工零件表面是否与工装夹具的内表面存在形状差异，若否，则完成零件加工，若是，则进入步骤6)；所述形状差异可表现为与工装夹具的标准曲面的曲率不一致，则导致柔性传感器的形变不一致；

优选的，判断预加工零件表面是否与工装夹具的内表面存在形状差异的方法为：判断每个传感单元输出的电信号是否均相等，若是，则判断预加工零件与工装夹具的内表面不存在形状差异，否则，存在形状差异；

当加工零件与工装夹具的内表面存在形状差异时，记录电信号值的重复数量，以重复数量最多的电信号为基准电信号；记电信号不等于基准电信号的传感单元为待处理传感单元。

优选的，判断预加工零件表面是否与工装夹具的内表面存在形状差异的方法为：判断是否有任意两个传感单元输出的电信号之差大于预设阈值Δ_max，若是，判断预加工零件与工装夹具的内表面存在形状差异，否则，不存在形状差异；