[发明专利]一种基于特征测量的铸造件表面机加工轨迹校准方法

摘要

本发明涉及铸造件的加工方法，一种基于特征测量的铸造件表面机加工轨迹校准方法，通过标定，建立标准三维扫描仪坐标系和数控机床坐标系之间的对应关系；扫描仪扫描铸造件的表面，获取三维点云数据在扫描仪坐标系下的坐标值，通过将铸造件表面点云数据与铸造件的理论数模的点云数据进行特征匹配，获取实际待加工铸造件和理论数模之间的位置和姿态偏差；数控机床调整实际铸造件的位置和姿态达到基准加工位置。本发明提出的基于特征测量的铸造件表面机加工轨迹校准方法，通过测量系统对待加工铸造件进行扫描测量，并与理论待加工位置进行比对，校准数控机床的加工轨迹，实现大型铸造件的全程自动化智能化机加工。

主权项

1.一种基于特征测量的铸造件表面机加工轨迹校准方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1、三维扫描仪标定：在安装三维扫描仪前对其进行标定，得到内参矩阵；步骤2、三维扫描仪与数控机床标定：三维扫描仪与数控机床标定，获取扫描仪坐标系到数控机床坐标系的变换矩阵；步骤3、三维扫描仪扫描铸造件：将铸造件固定在数控机床工作台的专用工装上，使待加工区域处于三维扫描仪的视场中；三维扫描仪对铸造件的待加工区域进行扫描，并形成原始三维点云数据；步骤4、采用铸造件的理论3D模型确定基准加工位姿：将铸造件的理论3D模型摆放在数控机床工作台上的专用工装上，调整好位置和姿态，作为基准加工位姿；将理论3D模型转化成理论三维点云数据，同时获取理论三维点云数据在数控机床坐标系下的位姿信息；步骤5、将实际待加工铸造件经过预处理后的点云数据与理论三维点云数据进行特征匹配；步骤6、计算实际铸造件与理论3D模型的位姿偏差：完成铸造件实际点云与理论三维点云数据匹配后，通过对应特征点在数控机床坐标系下的坐标，进行旋转矩阵和平移向量的计算，即获取实际铸造件与基准加工位置之间的姿态偏差，并计算待加工余量的相对位置和余量超出基准平面的高度；步骤7、数控机床调整铸造件位姿、确定进刀位置与加工遍数：根据步骤6得到的实际铸造件与基准加工位置之间的姿态偏差，对铸造件进行位姿变换，调整至与理论3D模型基准加工位姿重合的状态，数控机床根据步骤6得到的待加工余量的相对位置，确定进刀位置；数控机床根据步骤6得到的余量超出基准平面的高度，确定加工遍数，从而实现加工参数的确定和加工轨迹的校准。