一种新型薄壁件加工方法及其误差检测方法技术

本发明专利技术属于五金加工技术领域，提供一种新型薄壁件加工方法及其误差检测方法，包括以下：S1.采用从下向上反向加工的顺序加工产品的下半部分至余量为0.05

【技术实现步骤摘要】
一种新型薄壁件加工方法及其误差检测方法


[0001]本专利技术属于五金加工
，具体涉及一种新型薄壁件加工方法及其误差检测方法。

技术介绍

[0002]国内的零件加工业目前逐步壮大，而对于零部件的需求量也在不断增加。薄壁件材在人们的生活中，是非常重要的一种材料。薄壁件工艺加工无论是对于金属材料的表面还是内在结构都具有很严重的影响，不仅会影响到金属材料的外观，更会严重影响金属材料的使用性能以及自身的结构和形状。
[0003]机械加工过程中，金属材质的薄壁件在结构中会产生变化，同时金属材料的性能也会发生改变，因为薄壁结构的工件存在一定的弱刚性，在切削力作用下薄壁工件会产生振动、变形，从而产生相应的误差，而过大的加工误差会极大降低产品质量。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术提供一种新型薄壁件加工方法及其误差检测方法。
[0005]本专利技术的技术方案为：一种新型薄壁件加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.采用从下向上反向加工的顺序加工产品的下半部分至余量为0.05
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0.1mm;S2.保持透明辅助夹具基体与薄壁件之间间隙在0.1
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0.3mm,将辅助夹具基体固定在夹具上,并在间隙内倒入光固化胶,待其填满缝隙后,用紫外线光照射透明辅助支撑夹具,使固化胶固化;S3.采用从下向上反向加工的顺序加工工件上半部分至余量0.05
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0.1mm。
[0006]本专利技术中的反向加工中,工件悬臂装夹、加工方向从装夹位置向上加工,保证了每段的加工基准不会因为前面的加工变形而发生改变,保证了每一段的加工基准是固定不变的。反向分段加工过程中,尽管前一段的加工变形也会引起后续未加工部分的变形,但是由于后续未加工部分仍然留有加工余量且其加工基准不变,因此前一段所引起的变形可以通过后续切削加工而对其进行修正。相比于正向加工,反向加工保证了加工基准的统一,避免了加工误差的累积,大幅度提高了薄壁件的加工效率。但是,反向加工薄壁件加工长度超过一定极限,其刚性不足,加工中极易出现颤振等现象,导致加工无法进行。因此,需要对工件进行分段,在工件加工到一定段长后,对其进行辅助支撑,一方面避免加工过程中的颤振保证了反向分段加工的顺利进行,另一方面也一定程度上减小了加工过程中的“弹性让刀”变形。
[0007]本专利技术中，透明辅助夹具是基于光固化材料的辅助支撑夹具。光固化材料一方面常态下具有一定的流动性,能够很好的适应不同类型薄壁件的结构;另一方面其受到紫外线光的照射容易固化从而提供一定的支撑力。且固化胶固化速度易控制、几乎没有热量产生、固化过程中几乎没有有机挥发物产生,具备基本的环保条件,这些特点使光固化材料更
加适宜作为填充材料对工件进行辅助支撑。
[0008]本专利技术还提供一种新型薄壁件的误差检测方法，包括以下具体步骤：调整相机和加工件的位置，以便拍到工件的标记点；进行相机标定，以获得相应的相机参数；通过CCD相机获取工件图像；结合相机标定获得的参数计算出工件的加工位置变动误差。
[0009]本专利技术中，在被加工的薄壁零件上人为设置两个与工件材料颜色反差极大的圆形标识，为后期图像采集、图像处理确定参考；通过对同一地方的标识多次拍照和图像处理，并比对计算处理后的图像，计算两张图像上标识点的坐标变动；通过相机标定，将像素坐标转化为世界坐标系下的三维坐标，得到薄壁件的加工误差；把实时检测的加工误差上传到误差补偿系统，并对加工参数进行修改，从而获得相应的加工精度。
[0010]进一步的，所述步骤D中，包括：对工件同一个地方的标识多次拍照和进行图像处理，并比对处理后的图像和计算两张图像上标识点的坐标变动；通过相机标定，把像素坐标转化为世界坐标系下的三维坐标，得到薄壁件的加工误差。
[0011]进一步的，还包括：A.标志设计；B.图像获取和图像处理；C.误差计算。
[0012]本专利技术中，标志设计一定要满足以下几个原则：制作简单；利于标志图像获取和图像处理；后期要利用标志轮廓计算轮廓的中心点坐标，因此要求图像轮廓简单；粘贴位置不影响加工过程。根据以上原则选择纯黑色的圆形纸质标志粘贴在被加工件的侧边。
[0013]进一步的，所述图像获取和图像处理包括：图像预处理、Canny边缘提取、最小二乘椭圆拟合中心。
[0014]进一步的，所述图像预处理包括：将图像灰度处理，通过图像二值化是将灰度图像转换为目标轮廓和背景的黑白图像。本专利技术中，从图像中把目标区域和背景区域分开。阈值选取是图像二值化处理中最核心的一步，以便对二值化后的黑白图像进行边缘检测和提取目标对象的正确边缘轮廓。
[0015]进一步的，所述Canny边缘提取包括：通过二维高斯函数的一阶导数，对图像进行平滑处理和计算，如式（1）所示；计算相应梯度的幅值和方向，像素点的梯度幅值M（i,j）和梯度方向θ（i,j）计算式如式（2）、式（3）所示；如式（2）、式（3）所示；对梯度的幅值进行非极大值抑制，非极大值抑制通过抑制梯度方向上的所有非屋脊峰值的梯度幅值来得到细化边缘后的图像N（i,j），如式（4）所示；
双阈值算法检测边缘，设置高阈值Th和低阈值T1，其中，T1＝0.4Th，并把每一个像素点的梯度幅值与两个阈值进行比较；若大于Th，则认为是图像轮廓上的点；若小于Tｌ，则认为不是图像轮廓上的点；若介于Th和Tｌ之间，则认为是疑似点。
[0016]本专利技术中，Canny边缘检测通过寻找图像梯度的最大值来查找边缘，适用于检验真正的弱边缘。采用Canny边缘检测算法提取工件上圆形标识轮廓，并进行计算。
[0017]进一步的，所述最小二乘椭圆拟合中心，包括：提取到图像边缘点后还不能得到完整的边缘轮廓，需对图像的边缘点进行拟合，并以此找到轮廓的中心点位置；用椭圆拟合圆轮廓并找出相应的中心，通过最小化约束条件4ac
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b2=1达到最小化距离误差，并利用最小二乘法进行求解；引入拉格朗日乘子算法获得等式组，求解等式组得到最优的拟合椭圆。
[0018]进一步的，所述最小二乘椭圆拟合中心，椭圆方程如式（5）所示；目标函数如式（6）所示；通过求出目标函数的最小值来确定式（5）中的系数a，b，c，d，e，f，由此得出所拟合的椭圆；根据拟合的椭圆方程可求得椭圆的中心点坐标（x,y）；椭圆；根据拟合的椭圆方程可求得椭圆的中心点坐标（x,y）；。
[0019]进一步的，所述误差计算，包括由椭圆拟合出各圆的中心点后，利用图像同一位置不同时刻的照片进行比较，可得圆心位置坐标的变动，并求出相应的误差变动。
[0020]进一步的，由两点确定一条直线可知，需要在被加工薄壁件上确定两个标识点，通过图像处理获得标识点的中心点坐标分别为（X1,Y1），（X2,Y2）；工业相机获得下一时刻工件照片，并进行处理得到相应时刻工件标识的中心点坐标（X1,Y1），（X2,Y2），由此可得出工件两端在X方向和Y方向的变动：DX=X1
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X2，DY=Y1
‑...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种新型薄壁件加工方法，其特征在于，包括以下步骤：S1.采用从下向上反向加工的顺序加工产品的下半部分至余量为0.05
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0.1mm;S2.保持透明辅助夹具基体与薄壁件之间间隙在0.1
‑
0.3mm,将辅助夹具基体固定在夹具上,并在间隙内倒入光固化胶,待其填满缝隙后,用紫外线光照射透明辅助支撑夹具,使固化胶固化;S3.采用从下向上反向加工的顺序加工工件上半部分至余量0.05
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0.1mm。2.一种新型薄壁件的误差检测方法，其特征在于，包括以下具体步骤：A.调整相机和加工件的位置，以便拍到工件的标记点；B.进行相机标定，以获得相应的相机参数；C.通过CCD相机获取工件图像；D.结合相机标定获得的参数计算出工件的加工位置变动误差。3.根据权利要求2所述的新型薄壁件的误差检测方法，其特征在于，包括以下具体步骤：所述步骤D中，包括：对工件同一个地方的标识多次拍照和进行图像处理，并比对处理后的图像和计算两张图像上标识点的坐标变动；通过相机标定，把像素坐标转化为世界坐标系下的三维坐标，得到薄壁件的加工误差。4.根据权利要求2所述的新型薄壁件的误差检测方法，其特征在于，还包括：A.标志设计；B.图像获取和图像处理；C.误差计算。5.根据权利要求4所述的新型薄壁件的误差检测方法，其特征在于，所述图像获取和图像处理包括：图像预处理、Canny边缘提取、最小二乘椭圆拟合中心。6.根据权利要求5所述的新型薄壁件的误差检测方法，其特征在于，所述图像预处理包括：将图像灰度处理，通过图像二值化是将灰度图像转换为目标轮廓和背景的黑白图像。7.根据权利要求6所述的新型薄壁件的误差检测方法，其特征在于，所述Canny边缘提取包括：通过二维高斯函数的一阶导数，对图像进行平滑处理和计算，如式（1）所示；计算相应梯度的幅值和方向，像素点的梯度幅值M（i,j）和梯度方向θ（i,j）计算式如式（2）、式（3）所示；（2）、式（3）所示；对梯度的幅值进行非极大值...

【专利技术属性】
技术研发人员：李可芳，刘国华，
申请(专利权)人：惠州市诚成乐电子智能科技发展有限公司，
类型：发明
国别省市：