曲面零件数控加工定位方法技术

本发明专利技术属于零件加工技术领域，尤其涉及一种曲面零件数控加工定位方法，包括如下步骤：获取数控机床、标记件位置关系并于所述标记件上标记特征点；利用三维扫描仪获取标记件和曲面零件的扫描数据；利用计算机处理点云数据重建标记件和曲面零件的几何模型；最后将所述几何模型导入所述数控机床，并以所述特征点为所述曲面零件的加工坐标系的原点，对曲面进行编程及加工。本发明专利技术利用三维扫描部获取标记快和曲面零件的点云数据，经过控制部处理点云数据得到标记件和曲面零件几何模型，再将几何模型导入数控加工部并设定标记件为加工坐标系的原点，能够准确地得到曲面零件的加工基准。

NC machining and positioning method for curved surface parts

The invention belongs to the technical field of parts processing, in particular to a NC machining location method for curved surface parts, including the following steps: obtaining the position relation of the NC machine tool, the marker position and marking the feature points on the labeled parts; using the three-dimensional scanner to obtain the scanning data of the marking parts and surface parts; and using the computer processing points. The geometric model of the surface parts is reconstructed by cloud data. Finally, the geometric model is introduced into the NC machine tool, and the surface is programmed and processed with the feature point as the original point of the machining coordinate system of the surface parts. This invention uses the 3D scanning section to obtain the point cloud data which marks fast and surface parts. After the control department handles the point cloud data to get the geometric model of the marking parts and surface parts, then the geometric model is introduced into the NC machining department and the mark part is set as the origin of the machining coordinate system. The machining datum of the curved surface parts can be obtained accurately.

【技术实现步骤摘要】
曲面零件数控加工定位方法
本专利技术属于零件加工
，尤其涉及一种曲面零件数控加工定位方法。
技术介绍
在数控加工的过程中，对于外部形状复杂的曲面零件，由于没有准确地加工基准面，因此给数控加工前找加工基准带来了极大的困难。在曲面零件属于单件或者批量较小的情况下，若给曲面零件使用专用的夹具，则会大大地增加曲面零件的制造加工成本。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种曲面零件数控加工定位方法，旨在解决现有技术中的曲面零件由于其外形形状复杂在机械加工过程中难以找到加工基准的技术问题。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种曲面零件数控加工定位方法，包括如下步骤：S100：获取位置关系：提供数控机床，通过所述数控机床固定标记件和曲面零件，并于所述标记件上标记特征点，所述数控机床获取特征点的位置；S200：获取扫描数据：提供三维扫描仪，通过所述三维扫描仪扫描所述曲面零件和所述标记件，并获取所述曲面零件和所述标记件的点云数据；S300：重建几何模型：提供计算机，将所述点云数据导入所述计算机，通过所述计算机对所述点云数据进行处理，并得到所述曲面零件和所述标记件的几何模型，将所述曲面零件和所述标记件的几何模型导出；S400：选取原点：将所述曲面零件和所述标记件的几何模型导入所述数控机床，并以所述特征点为所述曲面零件的加工坐标系的原点。进一步地，所述步骤S300具体包括以下步骤：S310：点云预处理：提供计算机，将所述点云数据导入所述计算机，使用所述计算机的逆向工程软件对所述点云数据进行预处理；S320：特征曲面重构：利用所述逆向工程软件对所需要的所述点云数据进行曲面重构；S330：导出模型：将所述曲面零件和所述标记件的几何模型导出。进一步地，在所述步骤S310之后、所述步骤S320之后还包括以下步骤：S311：导入模型：将已有曲面零件的实体模型导入所述逆向工程软件；S312：曲面零件数据对齐：将所述曲面零件的实体模型与所述曲面零件的点云数据对齐。进一步地，所述步骤S320具体包括以下步骤：S321：标记件曲面重构：利用所述逆向软件对所述标记件的点云数据进行曲面重构，并得到所述标记件的几何模型；S322：标记件数据对齐：将所述标记件的几何模型与所述标记件的点云数据相对齐。进一步地，在所述步骤S310中，对所述点云数据进行的预处理包括去除噪声点、去除冗余数据和过滤点云数据。进一步地，在所述步骤S320中，对所需要特征的点云数据进行曲面重构包括曲面拟合、平面拟合、曲线拟合、曲面拼接和特征造型。进一步地，所述曲面拟合包括提取分离二次曲面，所述曲面拼接包括光滑拼接相邻曲面块、协调光顺全局曲面块。进一步地，在所述步骤S330中，把曲面模型与标记件的几何模型以IGS格式或者STP格式导出。进一步地，在所述步骤S400中，将所述曲面零件和所述标记件的几何模型导入所述数控机床具体为：利用编程软件对所述曲面零件与所述标记件的几何模型进行编程生成代码程序，所述代码程序以g代码的格式导入所述数控机床中以获得所述数控机床的刀路轨迹。进一步地，所述三维扫描仪位于所述数控机床侧部，所述数控机床上设有用于装载所述曲面零件的工作平台，所述工作平台固定安装所述标记件，所述三维扫描仪包括摄像头，且所述摄像头正对所述工作平台设置并用于获取位于所述工作平台上的所述曲面零件的点云数据和所述标记件的点云数据。本专利技术的有益效果：本专利技术提供的曲面零件数控加工定位方法，首先将设有特征点的标记件和曲面零件固定于数控机床上并获取标记件相对于数控机床的位置关系，三维扫描仪扫描标记件和曲面零件并获取标记件和曲面零件的点云数据，再将点云数据导入计算机，经过计算机处理得到所需要的几何模型，再将曲面零件和标记件的几何模型导入数控机床中并设定特征点为曲面零件的加工坐标系的原点，这就找到曲面零件的加工基准。本专利技术的曲面零件数控加工定位方法，根据曲面零件外部的标记件上的特征点为依据，从而确定曲面零件的加工坐标系，这种方法不会受到曲面零件的外形限制，使得加工基准易于确定。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的曲面零件数控加工定位方法的流程图。图2为本专利技术实施例提供的曲面零件数控加工定位方法中步骤S30的具体流程图。图3为本专利技术实施例提供的曲面零件数控加工定位方法中步骤S32的具体流程图。图4为本专利技术实施例提供的基于逆向工程的曲面零件加工定位装置的结构示意图。图5为本专利技术实施例提供的基于逆向工程的曲面零件加工定位装置的三维扫描仪的爆炸图。其中，图中各附图标记：10—数控机床11—工作平台12—T型槽20—三维扫描仪21—摄像头22—支撑三角架30—曲面零件40—标记件221—安装块222—连接组件223—支撑杆224—连接板225—固定螺钉226—紧固螺钉2211—铰接槽2212—直槽2213—紧固孔2221—第一连接杆2222—第二连接杆2223—调整螺母2224—铰接球2241—容纳槽2242—第一固定孔2231—第二固定孔。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图1～5描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本专利技术的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。在本专利技术中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本专利技术中的具体含义。如图1～3所示，本专利技术实施例提供的一种曲面零件30数控加工定位方法，包括如下步骤：S100：获取位置关系：提供数控机床10，通过所述数控机床10固定标记件40和曲面零件30，并于所述标记件40上标记特征点，所述数控机床10获取特征点的位置；S200：获取扫描数据：提供三维扫描仪20，通过所述三维扫描仪20扫描所述曲面零件30和所述标记件40，并获取所述曲面零件30和所述标记件40的点云数据；S300：重建几何模型：提供计算机，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种曲面零件数控加工定位方法，其特征在于：包括如下步骤：S100：获取位置关系：提供数控机床，通过所述数控机床固定标记件和曲面零件，并于所述标记件上标记特征点，所述数控机床获取特征点的位置；S200：获取扫描数据：提供三维扫描仪，通过所述三维扫描仪扫描所述曲面零件和所述标记件，并获取所述曲面零件和所述标记件的点云数据；S300：重建几何模型：提供计算机，将所述点云数据导入所述计算机，通过所述计算机对所述点云数据进行处理，并得到所述曲面零件和所述标记件的几何模型，将所述曲面零件和所述标记件的几何模型导出；S400：选取原点：将所述曲面零件和所述标记件的几何模型导入所述数控机床，并以所述特征点为所述曲面零件的加工坐标系的原点。

【技术特征摘要】
1.一种曲面零件数控加工定位方法，其特征在于：包括如下步骤：S100：获取位置关系：提供数控机床，通过所述数控机床固定标记件和曲面零件，并于所述标记件上标记特征点，所述数控机床获取特征点的位置；S200：获取扫描数据：提供三维扫描仪，通过所述三维扫描仪扫描所述曲面零件和所述标记件，并获取所述曲面零件和所述标记件的点云数据；S300：重建几何模型：提供计算机，将所述点云数据导入所述计算机，通过所述计算机对所述点云数据进行处理，并得到所述曲面零件和所述标记件的几何模型，将所述曲面零件和所述标记件的几何模型导出；S400：选取原点：将所述曲面零件和所述标记件的几何模型导入所述数控机床，并以所述特征点为所述曲面零件的加工坐标系的原点。2.根据权利要求1所述的曲面零件数控加工定位方法，其特征在于：所述步骤S300具体包括以下步骤：S310：点云预处理：提供计算机，将所述点云数据导入所述计算机，使用所述计算机的逆向工程软件对所述点云数据进行预处理；S320：特征曲面重构：利用所述逆向工程软件对所需要的所述点云数据进行曲面重构；S330：导出模型：将所述曲面零件和所述标记件的几何模型导出。3.根据权利要求2所述的曲面零件数控加工定位方法，其特征在于：在所述步骤S310之后、所述步骤S320之后还包括以下步骤：S311：导入模型：将已有曲面零件的实体模型导入所述逆向工程软件；S312：曲面零件数据对齐：将所述曲面零件的实体模型与所述曲面零件的点云数据对齐。4.根据权利要求3所述的曲面零件数控加工定位方法，其特征在于：所述步骤S320具体包括以下步骤：S321：标记件曲面重构：利用所述逆向软件...

【专利技术属性】
技术研发人员：李军旗，赖勇斐，聂炎，
申请(专利权)人：深圳市圆梦精密技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44