高精度平面加工系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种高精度平面加工系统，应用于计算装置。该计算装置与CNC加工设备相连接。该系统设定物料的基准面并计算所述基准面的平面度，在物料的待加工区域进行矩形网格切分，通过在切分后的每个矩形网格取起始点与结束点形成加工程序，对确定的矩形网格进行扫描得到多边形面；将所述多边形面的中心点的Z坐标与基准面的平面度之间的差值反馈给CNC加工设备以修正加工刀具的Z坐标；控制加工刀具对物料的待加工区域边检测边加工，再比较加工后物料的待加工区域的平面度是否小于等于加工精度以判断物料是否加工合格。本发明专利技术还提供一种高精度平面加工方法。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种平面加工系统及方法，尤其是一种。
技术介绍
高精度平面加工一直是军事、科技及民用等领域的核心制造技术。然而，电脑数字 控制（computernumericalcontrol,CNC)加工设备的精度、加工来料问题、加工刀具的磨 损及加工环境等因素很难保证平面加工处理的产品达到高精度（如〇. 001mm)。
技术实现思路
鉴于以上内容，有必要提供一种，可以自动快速的对 物料的待加工区域边检测边加工，以达到指定的加工精度。 一种高精度平面加工系统，运行于与CNC加工设备相连接的计算装置。该系统包 括一系列功能模块，利用这些功能模块，该系统控制扫描系统对待加工的物料进行扫描得 到不在同一条直线上的第一组扫描点，校正加工刀具，使得所述第一组扫描点所形成的平 面的法向量与所述加工刀具的轴线之间的角度小于等于预设值；在所述加工刀具校正完成 后，控制所述扫描系统对待加工的物料上至少四个位置进行扫描得到第二组扫描点，将所 述第二组扫描点拟合成的平面作为基准面，并计算所述基准面的平面度；对所述待加工的 物料的待加工区域进行矩形网格切分，在切分后的每个矩形网格中设置起始点和结束点， 根据各个矩形网格的起始点及结束点生成加工路径；根据所述加工路径确定当前需要加工 的矩形网格，控制所述扫描系统对确定的矩形网格从起始点到结束点进行扫描，每扫描一 次得到至少三个点，该至少三个点形成一个多边形面；计算每个多边形面的的中心点的Z 坐标与基准面的平面度之间的差值，将所述差值反馈给所述CNC加工设备以修正所述加工 刀具的Z坐标；控制所述CNC加工设备根据所述加工程序利用修正后的加工刀具对确定的 矩形网格沿起始点至结束点进行加工；在所有矩形网格加工完成后，将加工后的物料的待 加工区域更新为基准面，并计算更新后的基准面的平面度；及判断所述更新后的基准面的 平面度是否小于等于预先设定的加工精度，以判断物料是否加工合格。 -种高精度平面加工方法，应用于与CNC加工设备相连接的计算装置。该方法包 括：校正步骤，控制所述扫描系统对所述待加工的物料进行扫描得到不在同一条直线上的 第一组扫描点，校正所述加工刀具，使得所述第一组扫描点所形成的平面的法向量与所述 加工刀具的轴线之间的角度小于等于预设值；第一处理步骤，在所述加工刀具校正完成后， 控制所述扫描系统对待加工的物料上至少四个位置进行扫描得到第二组扫描点，将所述第 二组扫描点拟合成的平面作为基准面，并计算所述基准面的平面度；路径生成步骤，对所述 待加工的物料的待加工区域进行矩形网格切分，在切分后的每个矩形网格中设置起始点和 结束点，根据各个矩形网格的起始点及结束点生成加工路径；扫描步骤，根据所述加工路径 确定当前需要加工的矩形网格，控制所述扫描系统对确定的矩形网格从起始点到结束点进 行扫描，每扫描一次得到至少三个点，该至少三个点形成一个多边形面；第二处理步骤，计 算每个多边形面的的中心点的Z坐标与基准面的平面度之间的差值，将所述差值反馈给所 述CNC加工设备以修正所述加工刀具的Z坐标；控制步骤，控制所述CNC加工设备根据所述 加工程序利用修正后的加工刀具对确定的矩形网格沿起始点至结束点进行加工；第三处理 步骤，在所有矩形网格加工完成后，将加工后的物料的待加工区域更新为基准面，并计算更 新后的基准面的平面度；及判断步骤，判断所述更新后的基准面的平面度是否小于等于预 先设定的加工精度，以判断物料是否加工合格，若所述更新后的基准面的平面度大于预先 设定的加工精度，则返回所述扫描步骤。 相较于现有技术，本专利技术提供的，可以先对待加工区 域进行矩形网格切分，形成弓字形的加工路径，再通过边检测边加工迭代多次以达到理想 的平面精度。【附图说明】 图1是本专利技术高精度平面加工系统较佳实施例的运行环境图。 图2是本专利技术高精度平面加工系统较佳实施例的功能模块图。 图3是本专利技术高精度平面加工方法较佳实施例的流程图。 图4是加工路径的示意图。 主要元件符号说明 如下【具体实施方式】将结合上述附图进一步说明本专利技术。【具体实施方式】 参阅图1所示，是本专利技术高精度平面加工系统10较佳实施例的应用环境图。该高 精度平面加工系统10应用于计算装置1，该计算装置1连接CNC加工设备2。计算装置1还 包括存储器11及处理器12。CNC加工设备2包括夹持治具21、加工程序23、扫描系统24、 加工刀具25及光学尺26。 夹持治具21用于夹持待加工的物料22。该夹持治具21是根据待生产的产品的三 维图档制作的。 加工程序23用于控制CNC加工设备2对物料22进行加工。 扫描系统24可以为镭射扫描仪，用于对物料22进行镭射扫描，得到扫描点。 加工刀具25用于根据加工程序23来切削物料22。 光学尺26用于在CNC加工设备2加工物料22时读取加工点的坐标。 CNC加工设备2还包括图1中未示出的其他部件，例如放置物料22的工作台，存储 加工程序23、扫描系统24及CNC加工设备2运行过程中产生的数据的存储器，等等。 所述的高精度平面加工系统10计算待加工的物料22的基准面的平面度，确定待 加工的物料22上指定加工区域的加工路径，通过CNC加工设备2根据所述加工路径对待加 工的物料22边检测边加工，使得加工后的物料22的平面度达到指定的加工精度。 参阅图2所示，是本专利技术高精度平面加工系统较佳实施例的功能模块图。高精度 平面加工系统10包括数据读取模块101、校正模块102、处理模块103、路径生成模块104、 扫描模块105、控制模块106及判断模块107。模块101-107包括计算机程序化指令，这些 计算机程序化指令存储在存储器11。处理器12执行这些计算机程序化指令，提供高精度平 面加工系统10的上述功能。模块101-107的具体功能请参阅下文关于图3的介绍。 参阅图3所示，是本专利技术高精度平面加工方法较佳实施例的流程图。根据不同需 求，该流程图中步骤的顺序可以改变，某些步骤可以省略或合并。 步骤S01，将待加工的物料22放置在夹持治具21上，扫描系统24对待加工的物料 22进行扫描得到不在同一条直线上的第一组扫描点。数据读取模块101从扫描系统24读 取所述第一组扫描点，并存储于存储器11。 在本实施例中，该扫描系统24可以为镭射扫描仪，所述镭射扫描仪有至少三个扫 描头，每扫描一次得到至少三个扫描点。所述扫描系统24安装于CNC加工设备2的主轴上。 步骤S02,校正模块102校正加工刀具25,使得所述第一组扫描点所形成的平面的 法向量与加工刀具25的轴线之间的角度小于等于预设值（如5度）。在本实施例中，校正 模块102测量扫描点所形成的平面的法向量与加工刀具25的轴线之间的角度，若所述角度 大于预设值，则通过调整加工刀具25的轴线，也就是调整工作台来使所述角度小于等于预 设值。 在加工刀具25完成校正后，步骤S03,扫描系统24对待加工的物料22上至少四个 位置进行扫描得到第二组扫描点，处理模块103将所述第二组扫描点拟合成的平面作为基 准面，并计算所述基准面的平面度。所述至少四个位置所形成的区域包含待加工的物料22 的整个待加工区域。 在本实施例中，处理模块103利用最小二乘法迭代拟合基准面，并找出所述基本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度平面加工方法，应用于计算装置，所述计算装置与CNC加工设备相连，所述CNC加工设备包括夹持治具、加工程序、扫描系统和加工刀具，所述夹持治具用于夹持待加工的物料，其特征在于，该方法包括：校正步骤，控制所述扫描系统对所述待加工的物料进行扫描得到不在同一条直线上的第一组扫描点，校正所述加工刀具，使得所述第一组扫描点所形成的平面的法向量与所述加工刀具的轴线之间的角度小于等于预设值；第一处理步骤，在所述加工刀具校正完成后，控制所述扫描系统对待加工的物料上至少四个位置进行扫描得到第二组扫描点，将所述第二组扫描点拟合成的平面作为基准面，并计算所述基准面的平面度；路径生成步骤，对所述待加工的物料的待加工区域进行矩形网格切分，在切分后的每个矩形网格中设置起始点和结束点，根据各个矩形网格的起始点及结束点生成加工路径；扫描步骤，根据所述加工路径确定当前需要加工的矩形网格，控制所述扫描系统对确定的矩形网格从起始点到结束点进行扫描，每扫描一次得到至少三个点，该至少三个点形成一个多边形面；第二处理步骤，计算每个多边形面的的中心点的Z坐标与基准面的平面度之间的差值，将所述差值反馈给所述CNC加工设备以修正所述加工刀具的Z坐标；控制步骤，控制所述CNC加工设备根据所述加工程序利用修正后的加工刀具对确定的矩形网格沿起始点至结束点进行加工；第三处理步骤，在所有矩形网格加工完成后，将加工后的物料的待加工区域更新为基准面，并计算更新后的基准面的平面度；及判断步骤，判断所述更新后的基准面的平面度是否小于等于预先设定的加工精度，以判断物料是否加工合格，若所述更新后的基准面的平面度大于预先设定的加工精度，则返回所述扫描步骤。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张旨光，吴新元，
申请(专利权)人：富泰华工业深圳有限公司，鸿海精密工业股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44