一种适用于复杂表面结构工件的定位装置及加工系统制造方法及图纸

本实用新型专利技术涉及机械加工技术领域，具体涉及一种适用于复杂表面结构工件的定位装置及加工系统。其中，适用于复杂表面结构工件的定位装置包括处理器、固定平台、升降轴、载物台、投影仪和相机；固定平台用以固定安装在加工系统中；升降轴与所述固定平台连接，受控于所述处理器进行升降；载物台活动设置在固定平台上，其用以固定待加工件；投影仪设置在所述升降轴上，其用以受控于所述处理器向待加工件投射图案；相机设置在所述升降轴上，其用以受控于所述处理器获取所述待加工件上被投射的图案。本实用新型专利技术测量过程中不与待测工件接触，测量结果可靠，测量效率较高。测量效率较高。测量效率较高。

【技术实现步骤摘要】
一种适用于复杂表面结构工件的定位装置及加工系统


[0001]本技术涉及机械加工
，具体而言，涉及一种适用于复杂表面结构工件的定位装置及加工系统。

技术介绍

[0002]工件的高精度加工过程中，需要获取工件在加工坐标系中的精确位置信息。对于一些结构简单的零件，例如轴孔工件，其表面结构简单，位置信息获取容易，通常通过旋转测点的方式便可以较为精确的得到工件的轴线位置、姿态等信息，进而获取工件在加工坐标系中的精确位置信息。而对于一些结构复杂的零件，位置、姿态信息获取相对复杂，因为这类零件通常具有较为复杂的表面轮廓。
[0003]相关技术中通常采用机械探针定位方法来获取零件在加工坐标系中的精确位置、姿态信息，其测量过程大致为将探针固定在机械运动轴上来触测工件表面，使测头的机械装置位移，产生触发信号并采集一个测量数据，根据一组空间位置相对固定的标志点的坐标信息建立一个探针坐标系，计算出探针尖端(即测头)在探针坐标系中的坐标，定位时根据标志点的空间坐标建立坐标系，计算出世界坐标系和探针坐标系的变换关系，就能够得到探针尖端在世界坐标系中的坐标信息，再根据加工系统中导入的模型信息，通过多点测量就可确定待加工件的安装位置、姿态信息。这种测量方式简单，但较高的测量精度要求也会使测头的成本随之升高；并且机械探针为接触式测量，容易破坏柔性工件的表面形状，影响测量精度；同时测量过程中也要求探针运动速率较为缓慢来减少探针上圆状标志物的磨损，测量效率不高。

技术实现思路

[0004]本技术提供一种适用于复杂表面结构工件的定位装置及加工系统，通过非接触的方式，通过获取投影图像在待加工件表面的变化规律来实现待加工件表面轮廓的测量，从而获取待加工件在加工坐标系中的精确位置、姿态信息。
[0005]本技术通过下述技术方案实现：
[0006]一方面，本技术提供一种适用于复杂表面结构工件的定位装置，包括：
[0007]处理器；
[0008]固定平台，其用以固定安装在加工系统中；
[0009]与所述固定平台连接的升降轴，其受控于所述处理器进行升降；
[0010]活动设置在固定平台上的载物台，其用以固定待加工件；
[0011]设置在所述升降轴上的投影仪，其用以受控于所述处理器向待加工件投射图案；
[0012]设置在所述升降轴上的相机，其用以受控于所述处理器获取所述待加工件上被投射的图案。
[0013]在一些实施方式中，所述载物台与所述固定平台滑动连接。
[0014]在一些实施方式中，其特征在于，所述载物台通过第一线性模组与所述固定平台
连接。
[0015]在一些实施方式中，所述第一线性模组通过第二线性模组与所述固定平台连接，其中，第一线性模组和第二线性模组正交布置。
[0016]在一些实施方式中，所述载物台与所述第一线性模组转动连接，载物台受控于所述处理器相对于第一线性模组转动。
[0017]在一些实施方式中，所述升降轴上设置有滑轨，所述投影仪与所述相机分别与所述滑轨滑动配合。
[0018]在一些实施方式中，所述滑轨呈圆形。
[0019]在一些实施方式中，其特征在于，所述投影仪通过第一电动滑块与所述滑轨形成滑动配合；其中，所述投影仪与所述第一电动滑块转动连接，所述投影仪的投射方向与投影仪的旋转轴形成夹角。
[0020]在一些实施方式中，所述相机通过第二电动滑块与所述滑轨形成滑动配合；其中，所述相机与所述第二电动滑块转动连接，所述相机的摄取方向与相机的旋转轴形成夹角。
[0021]另一方面，本技术提供一种加工系统，包括上述任一种适用于复杂表面结构工件的定位装置；其中，所述投影仪与所述相机与加工系统本体中的处理器连接。
[0022]本技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
[0023]1、本技术提供的一种适用于复杂表面结构工件的定位装置及加工系统，通过投影仪的设置，可以向待加工件上投射投影图形，由于待加工件的表面具有复杂轮廓，待加工件上的表面轮廓会对投影图形进行调制从而表现出一定的变形，然后通过相机将待加工件上的投影图形进行摄取，通过分析摄取的投影图形便可以确定待加工件的轮廓形状以进行待加工件的重建模，再利用导入的3D模型对重建的模型进行匹配矫正便可以得到较为精确的待加工件模型，最终可以确定待加工件在加工坐标系中较为精确的位置、姿态信息。
[0024]2、本技术提供的一种适用于复杂表面结构工件的定位装置，采用非接触式测量，待加工件表面不会产生形变，测量精度得到保障；测量过程不必考虑磨损的情况，可以按需提高投影频率和图像获取频率，测量效率较探针的测量方式有所提高。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本技术示例性实施方式的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本技术的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
[0026]图1为本技术实施例提供的适用于复杂表面结构工件的定位装置主视结构示意图；
[0027]图2为本技术实施例提供的适用于复杂表面结构工件的定位装置侧视结构示意图；
[0028]图3为本技术实施例提供的适用于复杂表面结构工件的定位装置俯视结构示意图。
[0029]附图中标记及对应的零部件名称：
[0030]1‑
固定平台，2
‑
载物台，3
‑
待加工件，4
‑
投影仪，5
‑
相机，6
‑
升降轴，7
‑
滑轨，8
‑
第一
电动滑块，9
‑
第二电动滑块，10
‑
第一线性模组，11
‑
第二线性模组。
具体实施方式
[0031]为使本技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，下面结合实施例和附图，对本技术作进一步的详细说明，本技术的示意性实施方式及其说明仅用于解释本技术，并不作为对本技术的限定。
[0032]在以下描述中，为了提供对本技术的透彻理解阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本技术。在其他实施例中，为了避免混淆本技术，未具体描述公知的结构、电路、材料或方法。
[0033]在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于复杂表面结构工件的定位装置，其特征在于，包括：处理器；固定平台(1)，其用以固定安装在加工系统中；与所述固定平台(1)连接的升降轴(6)，其受控于所述处理器进行升降；活动设置在固定平台(1)上的载物台(2)，其用以固定待加工件(3)；设置在所述升降轴(6)上的投影仪(4)，其用以受控于所述处理器向待加工件(3)投射图案；设置在所述升降轴(6)上的相机(5)，其用以受控于所述处理器获取所述待加工件(3)上被投射的图案。2.根据权利要求1所述的适用于复杂表面结构工件的定位装置，其特征在于，所述载物台(2)与所述固定平台(1)滑动连接。3.根据权利要求1或权利要求2所述的适用于复杂表面结构工件的定位装置，其特征在于，所述载物台(2)通过第一线性模组(10)与所述固定平台(1)连接。4.根据权利要求3所述的适用于复杂表面结构工件的定位装置，其特征在于，所述第一线性模组(10)通过第二线性模组(11)与所述固定平台(1)连接，其中，第一线性模组(10)和第二线性模组(11)正交布置。5.根据权利要求3所述的适用于复杂表面结构工件的定位装置，其特征在于，所述载物台(2)...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡明列，王凯，
申请(专利权)人：天津大学四川创新研究院，
类型：新型
国别省市：