CN108747041A - 一种三维激光切割板件的基准校正方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维激光切割板件的基准校正方法，包括步骤：在待镭割板件上作至少3个标记，通过可识别所述标记的三维测量工具获取待镭割板件的三维数据；将所述三维数据与待镭割板件的理论数模拟合，在拟合后的数据中选择3个不在同一直线上的所述标记作为基准点，并将所述基准点导入镭割编程软件；读取所述基准点的实际坐标，并输入到镭割编程软件中校正，以生成镭割程序。该方法比起在现有孔位找圆心或者在造型上找点，本发明能够更为高效准确地寻找基准点，并且能够相对精确地在程序中进行坐标校正，减少偏差，以提高切割精度。

Description

一种三维激光切割板件的基准校正方法

技术领域

本发明涉及三维激光切割技术，尤其涉及一种三维激光切割板件的基准校正方法。

背景技术

三维激光切割技术被广泛应用于汽车覆盖件生产，主要用于替代修边冲孔类模具来切割板件的料边线和孔。目前，三维激光切割数据是直接拿产品数模作为切割数据，辅以激光头带有的板件感应器及机器的补偿功能对板件进行激光切割，其流程如下：

1、制作与被切割板件相符型的镭割支架(通常用废料镭割或用角铁焊接并辅以树脂符型)，并在机床上固定；

2、将待切割板件理论数模(包含面、线和孔)导入激光切割机专配的编程软件中进行编程；

3、板件放在支架上，确认定位牢固后，在板件上找孔或造型(例如凹包、凸包等有明显特征的造型)，分别选取三个不在同一直线的点作为基准，读取这三个点实际的坐标值，导入编程软件进行定位；

4、切割时，利用激光头自带的板件感应器及自动补偿实物拉延件与切割数据的距离误差功能对板件进行切割；

5、将切割后的板件放在单品检具上确认料边线和孔的偏差量，然后返回到编程软件中调整料边线和孔位。

上述流程带来如下问题：

1、实际板件孔位与理论数模存在一定偏差量(孔位置度公差通常要求是±0.5mm，两个孔相对距离最大公差就是±1.0mm，若孔位超差则存在更大偏差量)，作为基准在程序中会产生较大偏差，导致切割精度较低；

2、在实际板件的造型上找点误差较大，作为基准在程序中会产生较大偏差，导致切割精度较低。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种三维激光切割板件的基准校正方法，用于减少偏差，提高切割精度。

本发明的目的采用如下技术方案实现：

一种三维激光切割板件的基准校正方法，包括：

在待镭割板件上作至少3个标记，通过可识别所述标记的三维测量工具获取待镭割板件的三维数据；

将所述三维数据与待镭割板件的理论数模拟合，在拟合后的数据中选择3个不在同一直线上的所述标记作为基准点，并将所述基准点导入镭割编程软件；

读取所述基准点的实际坐标，并输入到镭割编程软件中进行坐标转换，以生成镭割程序。

进一步地，在待镭割板件上作标记的方式为贴参考点、画点或放置定位物品。

进一步地，所述三维测量工具为光学扫描仪，其通过蓝光扫描或白光扫描获取待镭割板件的三维数据。

进一步地，所述方法还包括：在将所述三维数据与待镭割板件的理论数模拟合时，检测现有孔位/待镭割区域与理论数模的偏差，若所述偏差超出预设值，则通过预设的方式进行校正。

进一步地，所述方法还包括：若拟合后的数据超差，则通过预设的方式进行校正。

进一步地，所述方法还包括：在读取所述基准点的实际坐标之前，将预先制作的镭割支架固定于镭割床台上，并将待镭割板件放置于镭割支架上。

相比现有技术，本发明的有益效果在于：

比起在现有孔位找圆心或者在造型上找点，本发明能够更为高效准确地寻找基准点，并且能够相对精确地在程序中进行坐标校正，减少偏差，以提高切割精度。

附图说明

图1为本发明较佳实施例的三维激光切割板件的基准校正方法的流程图。

具体实施方式

下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。

图1所示，为本发明较佳实施例的三维激光切割板件的基准校正方法的流程图。该方法包括以下步骤：

S1、在待镭割板件上作至少3个标记，通过可识别所述标记的三维测量工具获取待镭割板件的三维数据；

S2、将所述三维数据与待镭割板件的理论数模拟合；

S21、在将所述三维数据与待镭割板件的理论数模拟合时，检测现有孔位/待镭割区域与理论数模的偏差，若所述偏差超出预设值，则通过预设的方式进行校正；例如，检测现有孔位与理论数模的偏差，若所述偏差超出预设值，则可以与质检人员沟通后(当精度发现异常时，对于该处料边或孔精度的重要程度的判定以及需要采取什么对策，这对于操作员而言很难判断的，因此他可先与质检员进行沟通，然后再考虑具体的校正策略)，通过拟合软件或其它软件进行校正；

S22、若拟合后的数据超差，则通过预设的方式进行校正；例如，若拟合后待镭割区域超差，则可以与质检人员沟通后(当精度发现异常时，对于该处料边或孔精度的重要程度的判定以及需要采取什么对策，这对于操作员而言很难判断的，因此他可先与质检员进行沟通，然后再考虑具体的校正策略)，通过拟合软件或其他软件校正，又或者对镭割数据进行调整；

S23、在拟合后的数据中选择3个不在同一直线上的所述标记作为基准点，并将所述基准点导入镭割编程软件；

S3、将预先制作的镭割支架固定于镭割床台上，并将待镭割板件放置于镭割支架上，确认定位牢固后，准备读取所述基准点的实际坐标；

S4、读取所述基准点的实际坐标，并输入到镭割编程软件中校正，以生成镭割程序。

优选地，在待镭割板件上作标记的方式可以为贴参考点、画点或放置定位物品等，例如在待镭割板件上放置带圆心的小型圆柱磁铁。

优选地，所述三维测量工具为光学扫描仪，具体而言，可以通过在待镭割板件上喷涂显像剂，光学扫描仪通过蓝光扫描或白光扫描的方式获取待镭割板件的实际三维数据。

需要说明的是，在生成镭割程序之后，可采用三维五轴数控激光机对板件进行镭割，根据实际情况，可将本实施例的三维激光切割板件的基准校正方法应用于不同的镭割装置。另外，在进行镭割时，可首先进行镭割调试，镭割调试完成后再进行正式镭割。

在步骤S1中，通过可识别所述标记的三维测量工具获取待镭割板件的三维数据，使得所述三维数据中包括有与所述标记对应的扫描数据。

在步骤S2中，进行拟合的作用首先可以将获取的板件三维数据与板件的理论数模比较，确认两者的偏差情况，据此调整镭割线；另一作用是将获取的三维数据(自由状态)坐标转换到理论数模坐标上(标记的坐标也会同步转换)。

在步骤S21和S22中，通过获取的板件三维数据与板件的理论数模比较，可首先确认实际板件与理论数模的偏差，拟合时通过拟合软件进行校正或对镭割线进行调整；另外，由于板件回弹等原因可能会导致拟合结果超差，此时可通过拟合软件进行校正或对镭割线进行调整。

在步骤S3中，镭割支架通常可以采用如下两种方式制成：

1、用1～2mm废料片镭割若干板件的XY方向的断面，将其拼接后作为支架使用；

2、也可以使用角铁焊接底座，在板件内表面局部涂覆腻子(原子灰)，将底座与之粘结，待凝固后作为支架使用。

在步骤S4中，具体而言，需要将激光头移动至待镭割板件的基准点的位置，以读取基准点的实际坐标，输入镭割编程软件后，将数模坐标系转换到实物机床坐标系上。

本实施例的三维激光切割板件的基准校正方法，具有如下优点：

(1)比起在现有孔位找圆心或者在造型上找点，本发明能够更为高效准确地寻找基准点，并且能够相对精确地在程序中进行坐标校正，减少偏差，以提高切割精度。

(2)拟合数据时，既能够将现有孔位与理论数模进行比较，若该现有孔位是原先加工的孔位，那么则可以检测和评估先前加工的精度，方便后续调节；另一方面，又能够将待镭割区域与理论数模比较，方便后续调节。

(3)本实施例中，由于是采用在待镭割板件上作标记的方式，其设置方式十分自由，这种便利的特性具有非常重要的意义：

1、对于冲压件，尤其是薄板，其放置时会导致一些(微小)形变，对于加工一些有相对位置要求的孔位而言，那么在设置和选择标记时，可以选择尽可能的接近待镭割区域的标记以及尽可能的接近原有孔位的标记，以减少形变对加工精度的影响，当选择的标记远离待镭割区域/原有孔位时，或者所选择的3个标记都仅接近其中一侧(待镭割区域/原有孔位)时，那么形变的累积会比较大，对加工精度影响较大；

2、如果是像类似于在板件上的孔位上找基准点，由于孔位的位置已经固定，因此其与原有孔位和待镭割区域(两者有相对位置要求)的相对位置也固定，这对部分零件的加工带来很大的限制(如原零件上只有侧孔，待镭割顶面孔的情况)，而本实施例所带来的自由便利的特性能够一定程度消除这种限制，从而提高加工精度；

3、总而言之，不同的加工要求会有影响其精度的不同特定因素，就像上述的与相对位置有关的加工要求一样；而本实施例的基准校正方法，由于选择基准点有很大的灵活性和自由度，因此可以根据不同的影响因素，调整所选择基准点的位置，以提高加工精度，例如板件各个方向都需要镭割的时候，可以在板件的正面和背面都选择基准点，以提高切割精度。

(4)现有技术中，有一些基准校正方法会采用与待镭割板件相符型的专用支架来定位待镭割板件，并在专用支架上加工基准孔，然后通过专用支架的基准孔来进行基准校正。但是这种方法存在着不足之处：

1、制作可以作为基准的专用支架需要较高成本，零件数量较多的情况下，此类支架会占用空间，不适用于临时增加的小批量零件(板件)镭割，而本实施例的方法由于是在板件上的标记中选择基准点，因此不需要专用支架，可以采用废料片或者角铁制成简易，成本低，并且更具有通用性；

2、另一问题是，专用支架的刚度要求较高，因为支架在放置有较重的板件后，容易发生形变，这在现实生产中是很难避免的，导致基准孔也会有一定的形变，无论形变程度如何，都会导致其与理论数模有一定的偏差，最终影响切割精度。

本实施例的三维激光切割板件的基准校正方法，原理虽然较为简单，但是却具有非常现实的意义，例如低成本和高灵活性。并且由于现有工艺流程的缺陷，导致本领域技术人员很难发现本实施例的方法，例如：一般需要对板件进行三维扫描的人员是质检员，质检员与操作激光设备的操作员是不同工种，处于不同的工作场景中，操作员对三维扫描的特性理解较少，而质检员只要获取扫描数据即可进行质检，不需要特地去设置标记；质检员与操作员所处工作场景不同，知识掌握领域不同，使得他们两者都很难去发现本实施例的三维激光切割板件的基准校正方法。

上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (6)

1.一种三维激光切割板件的基准校正方法，其特征在于，包括：

在待镭割板件上作至少3个标记，通过可识别所述标记的三维测量工具获取待镭割板件的三维数据；

将所述三维数据与待镭割板件的理论数模拟合，在拟合后的数据中选择3个不在同一直线上的所述标记作为基准点，并将所述基准点导入镭割编程软件；

读取所述基准点的实际坐标，并输入到镭割编程软件中进行坐标转换，以生成镭割程序。

2.如权利要求1所述的三维激光切割板件的基准校正方法，其特征在于，在待镭割板件上作标记的方式为贴参考点、画点或放置定位物品。

3.如权利要求1所述的三维激光切割板件的基准校正方法，其特征在于，所述三维测量工具为光学扫描仪，其通过蓝光扫描或白光扫描获取待镭割板件的三维数据。

4.如权利要求1所述的三维激光切割板件的基准校正方法，其特征在于，所述方法还包括：在将所述三维数据与待镭割板件的理论数模拟合时，检测现有孔位/待镭割区域与理论数模的偏差，若所述偏差超出预设值，则通过预设的方式进行校正。

5.如权利要求1所述的三维激光切割板件的基准校正方法，其特征在于，所述方法还包括：若拟合后的数据超差，则通过预设的方式进行校正。

6.如权利要求1-5任一项所述的三维激光切割板件的基准校正方法，其特征在于，所述方法还包括：在读取所述基准点的实际坐标之前，将预先制作的镭割支架固定于镭割床台上，并将待镭割板件放置于镭割支架上。