CN105867300A - 一种对具有复杂轮廓的大型成型焊接件逆向再加工方法 - Google Patents

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吉海标
刘志宏
范小松
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Abstract

本发明公开了一种对具有复杂轮廓的大型成型焊接件逆向再加工方法，首先对零部件进行测量拟合，进行坐标系的转换，根据扫描获取的点云数据进行逆向重构模型；其次分析逆向重构模型与初始设计模型的尺寸偏差，在逆向重构模型的基础上进行再次设计；最后确定数控加工方式，对重构模型进行自动编程处理。本发明通过测量与逆向的方法，能够迅速获得零部件实体与设计模型之间的偏差，并且在重构模型的基础上进行再设计，能够快速对实际产品进行再加工。

Description

一种对具有复杂轮廓的大型成型焊接件逆向再加工方法
技术领域
本发明涉及机械零部件加工领域，具体是一种对具有复杂轮廓的大型成型焊接件逆向再加工方法。
背景技术
对于具有复杂轮廓的大型成型焊接件，其实际制造模型和设计模型存在着一定偏差，同时在制造过程中对零部件的加工端面还会留有一定加工余量。为了能够得到最后所需的零部件，就需要对成型焊接件进行再加工，这就需要一个逆向的过程来找出实际模型与设计模型的尺寸偏差，进而根据尺寸偏差来进行后续的设计以及再加工。
发明内容 本发明的目的是提供一种对具有复杂轮廓的大型成型焊接件逆向再加工方法，以实现对复杂轮廓的大型成型焊接件逆向再加工。
为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：
一种对具有复杂轮廓的大型成型焊接件逆向再加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、使用激光跟踪仪对零部件整体测量，以获取其整体轮廓数据，并以拟合的方式将整体轮廓数据转换到零部件的设计坐标系中，使激光跟踪仪坐标系与设计图纸坐标系一致；
（2）、使用激光扫描仪对零部件需加工部位进行扫描，获取其点云数据；
（3）、使用Catia对点云数据进行处理，逆向重构零部件的曲面和实体得到重构模型；
（4）、分析重构模型与零部件的初始设计模型之间尺寸偏差，并根据实际生产需求，在重构模型的基础上进行再次设计，获得所需的再次设计模型；
（5）、根据重构模型与再次设计模型确定数控加工方式，对重构模型进行自动编程处理；
（6）、根据自动编程处理结果对零部件进行数控加工。
所述的一种对具有复杂轮廓的大型成型焊接件逆向再加工方法，其特征在于：步骤（1）（2）中，分别使用激光跟踪仪和激光扫描仪对零部件实体上的多个固定点进行测量，并进行点的匹配，使激光扫描仪与激光跟踪仪两者坐标系相统一。
本发明通过测量的手段，利用逆向的方法能够较快地重构出实际零部件的3D模型，通过和设计模型对比，能够精准地得到实际零部件与设计模型之间的尺寸偏差。其次能够根据实际要求，直接在3D模型上进行再设计，快速对实际产品进行再加工。
附图说明
图1为逆向再加工的流程框架；
图2为零部件设计模型；
图3为激光跟踪仪测量与机械臂扫描结果；
图4为端面点云数据处理过程；
图5为重构模型与设计模型局部对比图。
具体实施方式
如图1所示，一种对具有复杂轮廓的大型成型焊接件逆向再加工方法，包括以下步骤：
（1）、使用激光跟踪仪对零部件整体测量，以获取其整体轮廓数据，并以拟合的方式将整体轮廓数据转换到零部件的设计坐标系中，使激光跟踪仪坐标系与设计图纸坐标系一致；
（2）、使用激光扫描仪对零部件需加工部位进行扫描，获取其点云数据；
（3）、使用Catia对点云数据进行处理，逆向重构零部件的曲面和实体得到重构模型；
（4）、分析重构模型与零部件的初始设计模型之间尺寸偏差，并根据实际生产需求，在重构模型的基础上进行再次设计，获得所需的再次设计模型；
（5）、根据重构模型与再次设计模型确定数控加工方式，对重构模型进行自动编程处理；
（6）、根据自动编程处理结果对零部件进行数控加工。
步骤（1）（2）中，分别使用激光跟踪仪和激光扫描仪对零部件实体上的多个固定点进行测量，并进行点的匹配，使激光扫描仪与激光跟踪仪两者坐标系相统一。
本发明过程如下：
1.使用激光跟踪仪对零部件进行测量拟合，零部件如图2所示，并以拟合的方式将所有的点转入到设计模型坐标系中；
2.使用激光扫描仪对零部件端部进行扫描，生成端部点云，如图3所示；
3.分别使用激光扫描仪和激光跟踪仪对零部件上固定5到7个过渡点测量，然后进行点的匹配，将点云换入到设计模型的坐标系中；
4.通过Catia对点云数据进行处理，重构曲面和实体，如图4所示；
5.将重构模型和初始设计模型进行比对，获得其尺寸偏差如图5所示，若尺寸偏差不在公差范围内，则需对实际零部件进行尺寸校正，校正后重复步骤1至5，直至尺寸合格为止；
6.根据实际生产需要，在重构模型的基础上进行设计，获得所需的设计模型；
7.根据数控设备、加工工装、重构模型、新设计模型、刀具类型等综合因素，通过Pro/NC的CAM模块确定数控加工方式，对重构模型进行自动编程处理，生成刀位轨迹文件；
8.步骤7的刀位轨迹文件经过后置处理后生成NC加工代码，输入数控机床，对零部件进行加工。

Claims (2)

1.一种对具有复杂轮廓的大型成型焊接件逆向再加工方法，其特征在于：包括以下步骤：
（1）、使用激光跟踪仪对零部件整体测量，以获取其整体轮廓数据，并以拟合的方式将整体轮廓数据转换到零部件的设计坐标系中，使激光跟踪仪坐标系与设计图纸坐标系一致；
（2）、使用激光扫描仪对零部件需加工部位进行扫描，获取其点云数据；
（3）、使用Catia对点云数据进行处理，逆向重构零部件的曲面和实体得到重构模型；
（4）、分析重构模型与零部件的初始设计模型之间尺寸偏差，并根据实际生产需求，在重构模型的基础上进行再次设计，获得所需的再次设计模型；
（5）、根据重构模型与再次设计模型确定数控加工方式，对重构模型进行自动编程处理；
（6）、根据自动编程处理结果对零部件进行数控加工。
2.根据权利要求1所述的一种对具有复杂轮廓的大型成型焊接件逆向再加工方法，其特征在于：步骤（1）（2）中，分别使用激光跟踪仪和激光扫描仪对零部件实体上的多个固定点进行测量，并进行点的匹配，使激光扫描仪与激光跟踪仪两者坐标系相统一。
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