线激光扫描化铣胶刻线的路径规划方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种线激光扫描化铣胶刻线的路径规划方法及系统，包括：步骤1：将线激光扫描仪固定在五轴数控机床的末端执行器上，由五轴数控机床带动线激光扫描仪对化铣胶刻线进行五轴联动式的扫描；步骤2：通过交叉式的扫描方法，将线激光扫描仪发射的线激光与化铣胶刻线的夹角设置在预设范围内，对化铣胶刻线进行扫描。与现有技术相比，本发明专利技术通过交叉式的扫描方法，将线激光扫描仪发射的线激光与化铣胶刻线的夹角设置在预设范围内，从而为精确提取化铣胶刻线的中心位置提供了可靠的数据支撑，同时也为化铣胶刻线的自动化检测技术开辟了一条新的技术路线。了一条新的技术路线。了一条新的技术路线。

【技术实现步骤摘要】
线激光扫描化铣胶刻线的路径规划方法及系统


[0001]本专利技术涉及化铣胶刻线位置精度自动化检测
，具体地，涉及一种线激光扫描化铣胶刻线的路径规划方法及系统。

技术介绍

[0002]飞机结构中的大型薄壁零件常常采用化学铣切工艺加工。化铣工艺中的胶膜刻线精度直接决定了化铣区域的准确性。传统的化铣工艺采用手工刻线的方式，效率低，精度差。因此，航空工业逐步采用数控五轴激光刻线机替换传统的刻线方式，但是目前还没有成熟的与刻线工艺相适应的化铣胶刻线检测技术。调研中，工艺人员检测刻线精度的方式有，使用激光跟踪仪打点的方式以及利用相机拍照的方式。激光跟踪仪检测的方式，检测速度慢，且只能对一些关键的特征点进行检测，而不能对全部的轮廓进行检测。使用相机拍照的方式需要在工件上黏贴大量的把标点还需要专门的图像处理软件及配套硬件，而且自动化程度也不够高。
[0003]目前因线激光的精度高，稳定性好，已经在电脑、通讯、消费电子(Computer、Communication、Consumer Electronic，3C)检测领域有了很多成熟的应用。以深圳深视智能SR7140线激光产品为例，其轮廓数据间隔可以达到0.03mm，而化铣胶刻线的宽度在0.3mm左右，因此可用线激光完成对化铣胶刻线位置提取。
[0004]专利文献CN105483704A公开了一种TA12、TA15钛合金大型结构件深度化学铣切方法。该方法的工艺路线为：除油
→
水洗
→
酸洗
→
水洗
→/>涂保护胶
→
刻型
→
待铣表面保护胶膜去除
→
化学铣切
→
水洗
→
振动光饰，在钛合金筒形件上采用深度化学铣切技术加工成薄壁网格肋，且经过一次刻型和化学铣成型，得到带有全部安装座的化学铣机匣壳体。但该方法并未涉及化铣胶刻线的自动化检测。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种线激光扫描化铣胶刻线的路径规划方法及系统。
[0006]根据本专利技术提供的一种线激光扫描化铣胶刻线的路径规划方法，包括如下步骤：
[0007]1、一种线激光扫描化铣胶刻线的路径规划方法，其特征在于，方法包括：
[0008]步骤1：将线激光扫描仪固定在五轴数控机床的末端执行器上，由五轴数控机床带动线激光扫描仪对化铣胶刻线进行五轴联动式的扫描；
[0009]步骤2：通过交叉式的扫描方法，将线激光扫描仪发射的线激光与化铣胶刻线的夹角设置在预设范围内，对化铣胶刻线进行扫描。
[0010]优选地，步骤2包括：
[0011]步骤201：设置线激光的发射方向与化铣胶刻线所在的曲面垂直；
[0012]步骤202：判断线激光的光束方向与化铣胶刻线的夹角是否在预设范围；
[0013]步骤203：若是，则确认光束方向为合理的扫描方向，根据扫描方向对化铣胶刻线
上的刀位点进行扫描；
[0014]步骤204：若否，则根据刀位点确定五轴数控机床的转动轴的角度，通过角度对化铣胶刻线进行扫描。
[0015]优选地，步骤204，包括：
[0016]步骤2041：设置光束方向与化铣胶刻线垂直；
[0017]步骤2042：通过化铣胶刻线上的刀位点，确定刀位点的切线方向；
[0018]步骤2043：通过切线方向和机床运动学反变换公式，得到转动轴的多个角度，并根据预设条件确定角度中的最优解；
[0019]步骤2044：根据最优解的对应的角度，对化铣胶刻线上的刀位点进行扫描。
[0020]优选地，预设范围为60度到120度。
[0021]优选地，预设条件为五轴数控机床的末端执行器所在的轴的法向方向与刀位点的法向方向在曲面的同一侧。
[0022]根据本专利技术提供的一种线激光扫描化铣胶刻线的路径规划系统，包括：
[0023]模块M1：将线激光扫描仪固定在五轴数控机床的末端执行器上，由五轴数控机床带动线激光扫描仪对化铣胶刻线进行五轴联动式的扫描；
[0024]模块M2：通过交叉式的扫描方法，将线激光扫描仪发射的线激光与化铣胶刻线的夹角设置在预设范围内，对化铣胶刻线进行扫描。
[0025]优选地，模块M2包括：
[0026]模块M201：设置线激光的发射方向与化铣胶刻线所在的曲面垂直；
[0027]模块M202：判断线激光的光束方向与化铣胶刻线的夹角是否在预设范围；
[0028]模块M203：若是，则确认光束方向为合理的扫描方向，根据扫描方向对化铣胶刻线上的刀位点进行扫描；
[0029]模块M204：若否，则根据刀位点确定五轴数控机床的转动轴的角度，通过角度对化铣胶刻线进行扫描。
[0030]优选地，模块M204，包括：
[0031]模块M2041：设置光束方向与化铣胶刻线垂直；
[0032]模块M2042：通过化铣胶刻线上的刀位点，确定刀位点的切线方向；
[0033]模块M2043：通过切线方向和机床运动学反变换公式，得到转动轴的多个角度，并根据预设条件确定角度中的最优解；
[0034]模块M2044：根据最优解的对应的角度，对化铣胶刻线上的刀位点进行扫描。
[0035]优选地，预设范围为60度到120度。
[0036]优选地，预设条件为五轴数控机床的末端执行器所在的轴的法向方向与刀位点的法向方向在曲面的同一侧。
[0037]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0038]1、本专利技术为数控五轴激光刻线机的刻线检测提供了一种高质量、高效率、高自动化的检测方法。
[0039]2、本专利技术可实现工件的在线测量，即化铣胶刻线完成后直接转换线激光扫描模式，即可开始对化铣胶刻线的精度进行检测，可以极大地提高化铣胶刻线的精度检测效率。
附图说明
[0040]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0041]图1为本专利技术的流程示意图；
[0042]图2为本专利技术的C
‑
A双摆头五轴联动数控机床示意图；
[0043]图3为本专利技术的化铣区域网格示意图；
[0044]图4为本专利技术的线激光与化铣胶刻线的相对位置示意图；
[0045]图5为本专利技术的线激光各方向定义示意图。
[0046]图6为本专利技术的线激光扫描化铣胶刻线路径效果图。
具体实施方式
[0047]下面结合具体实施例对本专利技术进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本专利技术，但不以任何形式限制本专利技术。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本专利技术构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本专利技术的保护范围。
[0048]图1为本专利技术的流程示意图，如图1所示，本专利技术提供了一种线激光扫描本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种线激光扫描化铣胶刻线的路径规划方法，其特征在于，所述方法包括：步骤1：将线激光扫描仪固定在五轴数控机床的末端执行器上，由所述五轴数控机床带动所述线激光扫描仪对化铣胶刻线进行五轴联动式的扫描；步骤2：通过交叉式的扫描方法，将所述线激光扫描仪发射的线激光与所述化铣胶刻线的夹角设置在预设范围内，对所述化铣胶刻线进行扫描。2.根据权利要求1所述的线激光扫描化铣胶刻线的路径规划方法，其特征在于，所述步骤2包括：步骤201：设置所述线激光的发射方向与所述化铣胶刻线所在的曲面垂直；步骤202：判断所述线激光的光束方向与所述化铣胶刻线的夹角是否在所述预设范围；步骤203：若是，则确认所述光束方向为合理的扫描方向，根据所述扫描方向对所述化铣胶刻线上的刀位点进行扫描；步骤204：若否，则根据所述刀位点确定所述五轴数控机床的转动轴的角度，通过所述角度对所述化铣胶刻线进行扫描。3.根据权利要求2所述的线激光扫描化铣胶刻线的路径规划方法，其特征在于，所述步骤204，包括：步骤2041：设置所述光束方向与所述化铣胶刻线垂直；步骤2042：通过所述化铣胶刻线上的所述刀位点，确定所述刀位点的切线方向；步骤2043：通过所述切线方向和机床运动学反变换公式，得到所述转动轴的多个所述角度，并根据预设条件确定所述角度中的最优解；步骤2044：根据所述最优解的对应的所述角度，对所述化铣胶刻线上的所述刀位点进行扫描。4.根据权利要求1所述的线激光扫描化铣胶刻线的路径规划方法，其特征在于，所述预设范围为60度到120度。5.根据权利要求3所述的线激光扫描化铣胶刻线的路径规划方法，其特征在于，所述预设条件为所述五轴数控机床的末端执行器所在的轴的法向方向与所述刀位点的法向方向在所述曲面的同一侧。6.一种线激光扫描化铣胶刻...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟柳春，陈良昊，
申请(专利权)人：上海拓璞数控科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：