本發(fā)明涉及葉片加工，特別是涉及葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、傳統(tǒng)的葉片加工基本為：人工將葉片裝夾在加工工裝上，手動(dòng)設(shè)置機(jī)床參數(shù)，利用機(jī)床進(jìn)行加工。同時(shí)在加工過程中，工人需要根據(jù)工藝要求，在設(shè)定葉片裝夾姿態(tài)盡可能靠近加工姿態(tài)的前提下，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)調(diào)整刀具加工參數(shù)、加工補(bǔ)償量、葉片坐標(biāo)系等機(jī)床所需參數(shù)。使得現(xiàn)有的葉片加工方法存在以下問題：1、加工過程依賴于工人經(jīng)驗(yàn)或手動(dòng)測量手段，葉片裝夾后實(shí)際葉片坐標(biāo)系與工藝要求的理論葉片坐標(biāo)系之間的偏差無法在生產(chǎn)中和其他加工參數(shù)剝離，進(jìn)而難以進(jìn)行參數(shù)化設(shè)定，參數(shù)測量計(jì)算難，實(shí)踐操作難度大，并且加工效率低。2、由于工裝的不一致性以及裝夾過程中操作工人的不穩(wěn)定性容易導(dǎo)致葉片在裝夾完成后的加工姿態(tài)產(chǎn)生較大的偏移，裝夾誤差會(huì)傳遞至加工、測量等多個(gè)設(shè)備，多個(gè)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致誤差累積放大，現(xiàn)有方法無法有效消除或降低人工裝夾誤差、夾具磨損造成的誤差，使得加工過程可控性差、誤差控制精度低，進(jìn)而導(dǎo)致加工良品率低。3、使用傳統(tǒng)方法的產(chǎn)線關(guān)鍵技術(shù)環(huán)節(jié)依賴于人工操作，無法實(shí)現(xiàn)葉片加工過程的全流程自動(dòng)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償方法及系統(tǒng)，具體的是通過測量裝在夾具上的待加工葉片的實(shí)際姿態(tài)和葉片進(jìn)入某加工設(shè)備后的理論加工姿態(tài)，將兩個(gè)姿態(tài)進(jìn)行三維空間中的平移參數(shù)和對(duì)應(yīng)的扭轉(zhuǎn)參數(shù)計(jì)算對(duì)比來調(diào)整葉片加工姿態(tài)，從而得到該葉片在該設(shè)備加工所需的加工補(bǔ)償量。

2、本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：

3、葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償方法，其特征在于，包括如下步驟：

4、以加工夾具的基面作為基準(zhǔn)將葉片通過加工夾具進(jìn)行固定；

5、以所述基面為基準(zhǔn)通過數(shù)字模型建立加工夾具的基準(zhǔn)坐標(biāo)系；

6、測量葉片各截面葉型數(shù)據(jù)，所述葉型數(shù)據(jù)通過點(diǎn)云處理轉(zhuǎn)化，建立葉片三維坐標(biāo)系；

7、將葉片各截面葉型數(shù)據(jù)測量后形成的葉片局部三維點(diǎn)云與基準(zhǔn)坐標(biāo)系下葉片cad數(shù)?；驑?biāo)準(zhǔn)葉片的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，在自定義控制的擬合誤差下，計(jì)算最優(yōu)嵌套組合時(shí)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的累積扭轉(zhuǎn)值，通過累計(jì)扭轉(zhuǎn)值計(jì)算基準(zhǔn)坐標(biāo)系和葉片三維坐標(biāo)系之間的變換矩陣；

8、通過所述變換矩陣得到加工機(jī)床所需要的葉片在基準(zhǔn)坐標(biāo)系下的平移參數(shù)δx、δy和δz以及扭轉(zhuǎn)參數(shù)δa、δb和δc；

9、基于基準(zhǔn)坐標(biāo)系下的平移參數(shù)δx、δy和δz以及扭轉(zhuǎn)參數(shù)δa、δb和δc進(jìn)行坐標(biāo)系變換，得到各加工設(shè)備所需的調(diào)姿補(bǔ)償數(shù)據(jù)，并將所述調(diào)姿補(bǔ)償數(shù)據(jù)輸入至加工設(shè)備的控制程序中，以在加工設(shè)備對(duì)葉片進(jìn)行加工時(shí)對(duì)葉片裝夾姿態(tài)造成的加工精度的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。

10、進(jìn)一步的，以所述基面為基準(zhǔn)通過數(shù)字模型建立加工夾具的基準(zhǔn)坐標(biāo)系，包括：

11、以所述基面上加工夾具底座和加工夾具豎向的任意一個(gè)豎向基面構(gòu)成加工夾具的基準(zhǔn)坐標(biāo)系；

12、或，以所述基面作為平面坐標(biāo)的基準(zhǔn)；

13、以所述基面上加工夾具底座邊沿線以及任意一個(gè)與加工夾具底座邊沿線相互垂直的豎向基面的豎向邊沿線構(gòu)成加工夾具的基準(zhǔn)坐標(biāo)系。

14、進(jìn)一步的，建立葉片三維坐標(biāo)系時(shí)通過多個(gè)自由度坐標(biāo)系進(jìn)行擬合調(diào)整；

15、所述擬合調(diào)整包括：

16、在三維空間中沿x軸、y軸和z軸至少一個(gè)方向進(jìn)行平移時(shí)，對(duì)葉片自由度擬合設(shè)定為不約束；

17、以及，在三維空間中沿x軸、y軸和z軸至少一個(gè)方向進(jìn)行旋轉(zhuǎn)時(shí)，對(duì)葉片自由度擬合設(shè)定為不約束。

18、進(jìn)一步的，所述葉片的測量方式包括掃描測量和點(diǎn)陣式接觸測量。

19、本發(fā)明還提供了一種葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，包括：

20、基準(zhǔn)坐標(biāo)系建立模塊，以加工夾具的基面作為基準(zhǔn)將葉片通過加工夾具進(jìn)行固定，以所述基面作為基準(zhǔn)建立加工夾具的基準(zhǔn)坐標(biāo)系；

21、三維坐標(biāo)系建立模塊，通過測量得到葉片各截面葉型數(shù)據(jù)，基于所述葉片各截面葉型數(shù)據(jù)建立葉片三維坐標(biāo)系；

22、變換矩陣模塊，將葉片各截面葉型數(shù)據(jù)測量后形成的葉片局部三維點(diǎn)云與基準(zhǔn)坐標(biāo)系下葉片cad數(shù)?；驑?biāo)準(zhǔn)葉片的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，在自定義控制的擬合誤差下，計(jì)算最優(yōu)嵌套組合時(shí)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的累積扭轉(zhuǎn)值，通過累計(jì)扭轉(zhuǎn)值計(jì)算基準(zhǔn)坐標(biāo)系和葉片三維坐標(biāo)系之間的變換矩陣；

23、調(diào)姿補(bǔ)償模塊，通過所述變換矩陣得到加工機(jī)床所需要的葉片在三維空間中的平移參數(shù)δx、δy和δz以及平移參數(shù)δx、δy和δz分別對(duì)應(yīng)的扭轉(zhuǎn)參數(shù)δa、δb和δc；基于平移參數(shù)δx、δy和δz以及其對(duì)應(yīng)的扭轉(zhuǎn)參數(shù)δa、δb和δc得到調(diào)姿補(bǔ)償數(shù)據(jù)；

24、同步模塊，將所述調(diào)姿補(bǔ)償數(shù)據(jù)同步至加工設(shè)備的控制程序中，以在加工設(shè)備對(duì)葉片進(jìn)行加工時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)葉片裝夾姿態(tài)造成的加工精度的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。

25、進(jìn)一步的，所述三維坐標(biāo)系建立模塊包括：

26、數(shù)據(jù)同步單元，用于同步由測量裝置通過測量得到葉片各截面葉型數(shù)據(jù)；

27、三維坐標(biāo)系建立單元，用于基于所述葉片各截面葉型數(shù)據(jù)建立葉片三維坐標(biāo)系；

28、分析單元，根據(jù)建立的葉片三維坐標(biāo)系，獲取葉片在加工夾具上的固定方式以及固定部分所對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)，并記錄對(duì)應(yīng)的坐標(biāo)數(shù)據(jù)；

29、配置單元，用于根據(jù)所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)，來對(duì)應(yīng)的配置多個(gè)自由度坐標(biāo)系的擬合調(diào)整。

30、進(jìn)一步的，所述對(duì)應(yīng)的配置多個(gè)自由度坐標(biāo)系的擬合調(diào)整，包括：

31、根據(jù)所述坐標(biāo)數(shù)據(jù)來確定在三維空間中沿x軸、y軸和z軸至少一個(gè)方向進(jìn)行移動(dòng)時(shí)，對(duì)葉片自由度擬合的約束方式。

32、進(jìn)一步的，所述約束方式為限定約束。

33、進(jìn)一步的，所述移動(dòng)包括：沿x軸、y軸和z軸方向的偏移；

34、或，在三維空間中形成的任意一個(gè)積疊軸偏移。

35、本申請通過構(gòu)建加工夾具的基準(zhǔn)坐標(biāo)系，使得加工夾具坐標(biāo)系具有單一性和唯一性，并基于所述葉片各截面葉型數(shù)據(jù)建立葉片三維坐標(biāo)系，所述各截面包括根截面和頂截面，將葉片各截面葉型數(shù)據(jù)測量后形成的葉片局部三維點(diǎn)云與基準(zhǔn)坐標(biāo)系下葉片cad數(shù)模或標(biāo)準(zhǔn)葉片的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行比對(duì)，在自定義控制的擬合誤差下，計(jì)算最優(yōu)嵌套組合時(shí)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的累積扭轉(zhuǎn)值，通過累計(jì)扭轉(zhuǎn)值計(jì)算基準(zhǔn)坐標(biāo)系和葉片三維坐標(biāo)系之間的變換矩陣，得到加工機(jī)床所需要的葉片在三維空間中平移參數(shù)δx、δy和δz以及平移參數(shù)δx、δy和δz分別對(duì)應(yīng)的扭轉(zhuǎn)參數(shù)δa、δb和δc；基于平移參數(shù)δx、δy和δz以及其對(duì)應(yīng)的扭轉(zhuǎn)參數(shù)δa、δb和δc得到調(diào)姿補(bǔ)償數(shù)據(jù)，這樣，在進(jìn)行葉片加工時(shí)，通過平移參數(shù)δx、δy和δz以及對(duì)應(yīng)的扭轉(zhuǎn)參數(shù)δa、δb和δc進(jìn)行機(jī)床的調(diào)整補(bǔ)償，使得機(jī)床一次性將葉片加工到位，降低或消除了葉片的裝夾誤差和加工差異，提高了葉片一致性。

技術(shù)特征：

1.葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償方法，其特征在于，以所述基面為基準(zhǔn)通過數(shù)字模型建立加工夾具的基準(zhǔn)坐標(biāo)系，包括：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償方法，其特征在于，建立葉片三維坐標(biāo)系時(shí)通過多個(gè)自由度坐標(biāo)系進(jìn)行擬合調(diào)整；

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償方法，其特征在于，所述葉片的測量方式包括掃描測量和點(diǎn)陣式接觸測量。

5.葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述三維坐標(biāo)系建立模塊包括：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)應(yīng)的配置多個(gè)自由度坐標(biāo)系的擬合調(diào)整，包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述約束方式為限定約束。

9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述移動(dòng)包括：沿x軸、y軸和z軸方向的偏移；

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及葉片加工技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償方法及系統(tǒng)，葉片加工調(diào)姿補(bǔ)償方法包括：以加工夾具的基面作為基準(zhǔn)將葉片通過加工夾具進(jìn)行固定；測量葉片各截面葉型數(shù)據(jù)，所述葉型數(shù)據(jù)通過點(diǎn)云處理轉(zhuǎn)化，建立葉片的三維坐標(biāo)系；計(jì)算葉片在基準(zhǔn)坐標(biāo)系和葉片的三維坐標(biāo)系之間的變換矩陣；通過所述變換矩陣得到葉片加工時(shí)所需要的葉片在基準(zhǔn)坐標(biāo)系下的平移參數(shù)Δx、Δy和Δz以及對(duì)應(yīng)的扭轉(zhuǎn)參數(shù)ΔA、ΔB和ΔC；并將平移參數(shù)和扭轉(zhuǎn)參數(shù)分別輸入至加工設(shè)備的控制程序中，實(shí)現(xiàn)不同加工設(shè)備對(duì)同一葉片加工時(shí)，對(duì)葉片裝夾姿態(tài)造成的加工精度的誤差進(jìn)行補(bǔ)償。

技術(shù)研發(fā)人員：馮珉
受保護(hù)的技術(shù)使用者：西安漢灃精密機(jī)械有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/19