CN108838513B - 一种激光加工定位方法 - Google Patents

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Abstract

一种激光加工定位方法。其包括构建激光加工定位系统；机械臂抓取探测头并装在机械臂末端；利用计算机控制系统和探测头对航空发动机叶片进行初始化定位,获取定位坐标数据；机械臂抓取激光加工工作头并安装在机械臂的末端，利用计算机控制系统和定位坐标数据，将激光加工工作头转换到由定位坐标数据确定的坐标系中，然后开始利用激光加工工作头发出的激光进行加工等步骤。本发明效果：通过计算机控制的传感器定位可以对激光加工过程进行三维坐标建模，利用计算机处理转换坐标来对加工的航空发动机叶片进行定位，从而能克服传统激光加工可见光定位稳定性差、精度低等缺点，同时传感器定位抗干扰能力强，能较好地实现与激光加工工艺的结合。

Description

一种激光加工定位方法
技术领域
本发明属于航空发动机部件数字化制造与修复技术领域，特别是涉及一种激光加工定位方法。
背景技术
随着我国航空航天以及国防行业的迅速发展，航空发动机的战略地位越来越高，因此对航空发动机叶片的制造或修复精度提出了更高要求。激光加工技术因其热量集中、加热冷却快、热影响区小等优点已被广泛用于航空发动机部件的数字化制造与修复。而激光加工定位精度的高低是航空发动机叶片加工精度与修复质量的一大保障，传统的激光加工定位依靠可见光定位,精确度不高，从而严重制约着国防工业的发展。
近年来，虽然国内外对激光加工的定位技术有所深入研究，但是目前所采用的定位技术大多是用可见光斑进行定位，而光斑定位不易捕捉，稳定性不高，需要利用人眼来判断,结果直接影响航空发动机叶片的加工精度与质量。由于计算机控制下的传感器定位迅速、准确性好，可靠程度高，因此将传感器定位引入激光加工领域,将是提升发动机叶片数字化加工精度与修复质量的一个重要途径。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种激光加工定位方法，克服传统激光加工过程中依靠可见光定位精度差的缺点，将计算机控制下的传感器定位的快速准确与激光加工工艺相结合，提高航空发动机叶片的数字化制造与修复的精度与质量。
为了达到上述目的，本发明提供的激光加工定位方法包括按顺序进行的下列步骤：
本发明提供的激光加工定位方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)构建激光加工定位系统，所述的系统包括工作台、机械臂、带有传感器的探测头、激光加工工作头、计算机控制系统和工具库；其中工作台下端放置在地面上；机械臂和工具库设置在工作台的一侧，其中工具库中存放有带有传感器的探测头和激光加工工作头；带有传感器的探测头和激光加工工作头以可拆卸的方式交替安装在机械臂的末端；计算机控制系统与带有传感器的探测头、激光加工工作头以及机械臂的控制器电连接；
2)将待加工航空发动机叶片置于工作台的表面上，然后利用计算机控制系统控制机械臂从工具库中抓取出带有传感器的探测头并安装在机械臂的末端，之后移至航空发动机叶片的上方；
3)利用计算机控制系统和带有传感器的探测头对航空发动机叶片进行初始化定位,获取定位坐标数据，定位完成后，由机械臂将带有传感器的探测头取下并放回工具库中；
4)利用计算机控制系统控制机械臂从工具库中抓取出激光加工工作头并安装在机械臂的末端，之后移至航空发动机叶片的上方，然后利用计算机控制系统和上述获取的定位坐标数据，将激光加工工作头转换到由上述定位坐标数据确定的坐标系中，然后开始利用激光加工工作头发出的激光进行加工。
所述的工具库为上端呈开口状的箱体结构。
本发明提供的激光加工定位方法的优点和积极效果是：通过计算机控制的传感器定位可以对激光加工过程进行三维坐标建模，利用计算机处理转换坐标来对加工的航空发动机叶片进行定位，从而能克服传统激光加工可见光定位稳定性差、精度低等缺点，同时传感器定位抗干扰能力强，能较好地实现与激光加工工艺的结合。最终提高激光加工工艺下的航空发动机叶片制造或修复的精度与质量，方法简单有效，易于实现。
附图说明
图1为本发明提供的激光加工定位系统构成示意图。
图2为本发明提供的激光加工定位方法流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施实例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施实例仅仅是本发明一部分实施实例，而不是全部的实施实例。基于本发明中的实施实例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施实例，都属于本发明保护的范围。
如图1所示，本发明提供的激光加工定位方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)构建激光加工定位系统，所述的系统包括工作台1、机械臂2、带有传感器的探测头3、激光加工工作头4、计算机控制系统5和工具库6；其中工作台1下端放置在地面上；机械臂2和工具库6设置在工作台1的一侧，其中工具库6中存放有带有传感器的探测头3和激光加工工作头4；带有传感器的探测头3和激光加工工作头4以可拆卸的方式交替安装在机械臂2的末端；计算机控制系统5与带有传感器的探测头3、激光加工工作头4以及机械臂2的控制器电连接；
2)将待加工航空发动机叶片7置于工作台1的表面上，然后利用计算机控制系统5控制机械臂2从工具库6中抓取出带有传感器的探测头3并安装在机械臂2的末端，之后移至航空发动机叶片7的上方；
3)利用计算机控制系统5和带有传感器的探测头3对航空发动机叶片7进行初始化定位,获取定位坐标数据，定位完成后，由机械臂2将带有传感器的探测头3取下并放回工具库6中；
4)利用计算机控制系统5控制机械臂2从工具库6中抓取出激光加工工作头4并安装在机械臂2的末端，之后移至航空发动机叶片7的上方，然后利用计算机控制系统5和上述获取的定位坐标数据，将激光加工工作头4转换到由上述定位坐标数据确定的坐标系中，然后开始利用激光加工工作头4发出的激光进行加工。
所述的工具库6为上端呈开口状的箱体结构。
以上所述，仅为本发明较佳实施例，并不用以限制本发明，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何细微修改、等同替换和改进，均应包含在本发明技术方案的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种激光加工定位方法，其特征在于：所述的激光加工定位方法包括按顺序进行的下列步骤：
1)构建激光加工定位系统，所述的系统包括工作台(1)、机械臂(2)、带有传感器的探测头(3)、激光加工工作头(4)、计算机控制系统(5)和工具库(6)；其中工作台(1)下端放置在地面上；机械臂(2)和工具库(6)设置在工作台(1)的一侧，其中工具库(6)中存放有带有传感器的探测头(3)和激光加工工作头(4)；带有传感器的探测头(3)和激光加工工作头(4)以可拆卸的方式交替安装在机械臂(2)的末端；计算机控制系统(5)与带有传感器的探测头(3)、激光加工工作头(4)以及机械臂(2)的控制器电连接；
2)将待加工航空发动机叶片(7)置于工作台(1)的表面上，然后利用计算机控制系统(5)控制机械臂(2)从工具库(6)中抓取出带有传感器的探测头(3)并安装在机械臂(2)的末端，之后移至航空发动机叶片(7)的上方；
3)利用计算机控制系统(5)和带有传感器的探测头(3)对航空发动机叶片(7)进行初始化定位,获取定位坐标数据，定位完成后，由机械臂(2)将带有传感器的探测头(3)取下并放回工具库(6)中；
4)利用计算机控制系统(5)控制机械臂(2)从工具库(6)中抓取出激光加工工作头(4)并安装在机械臂(2)的末端，之后移至航空发动机叶片(7)的上方，然后利用计算机控制系统(5)和上述获取的定位坐标数据，将激光加工工作头(4)转换到由上述定位坐标数据确定的坐标系中，然后开始利用激光加工工作头(4)发出的激光进行加工。
2.根据权利要求1所述的激光加工定位方法，其特征在于：所述的工具库(6)为上端呈开口状的箱体结构。
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