CN112191938B - 一种基于智能作业小车的大型钣金件加工方法 - Google Patents

一种基于智能作业小车的大型钣金件加工方法 Download PDF

Info

Publication number
CN112191938B
CN112191938B CN202010968703.9A CN202010968703A CN112191938B CN 112191938 B CN112191938 B CN 112191938B CN 202010968703 A CN202010968703 A CN 202010968703A CN 112191938 B CN112191938 B CN 112191938B
Authority
CN
China
Prior art keywords
sheet metal
intelligent operation
machining
operation trolley
blank
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN202010968703.9A
Other languages
English (en)
Other versions
CN112191938A (zh
Inventor
崔琳
鲍益东
叶光威
蔡晓
孙锐锋
罗凯璐
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Original Assignee
Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nanjing University of Aeronautics and Astronautics filed Critical Nanjing University of Aeronautics and Astronautics
Priority to CN202010968703.9A priority Critical patent/CN112191938B/zh
Publication of CN112191938A publication Critical patent/CN112191938A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN112191938B publication Critical patent/CN112191938B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D—PLANING; SLOTTING; SHEARING; BROACHING; SAWING; FILING; SCRAPING; LIKE OPERATIONS FOR WORKING METAL BY REMOVING MATERIAL, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23D79/00—Methods, machines, or devices not covered elsewhere, for working metal by removal of material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23—MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23Q—DETAILS, COMPONENTS, OR ACCESSORIES FOR MACHINE TOOLS, e.g. ARRANGEMENTS FOR COPYING OR CONTROLLING; MACHINE TOOLS IN GENERAL CHARACTERISED BY THE CONSTRUCTION OF PARTICULAR DETAILS OR COMPONENTS; COMBINATIONS OR ASSOCIATIONS OF METAL-WORKING MACHINES, NOT DIRECTED TO A PARTICULAR RESULT
    • B23Q15/00—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work
    • B23Q15/007—Automatic control or regulation of feed movement, cutting velocity or position of tool or work while the tool acts upon the workpiece
    • B23Q15/14—Control or regulation of the orientation of the tool with respect to the work

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Laser Beam Processing (AREA)

Abstract

本发明涉及一种基于智能作业小车的大型钣金件加工方法，包括以下步骤：步骤一、将待加工的钣金件毛坯通过柔性工装固定，所述毛坯外轮廓向地面垂直投影得到毛坯轮廓投影线，在地面上沿所述毛坯轮廓投影线向外预设第一余量布置第一引导线；步骤二、所述智能作业小车沿第一引导线步进移动，直到加工完成；所述每前进一步后保持静止并完成以下工作：首先通过激光跟踪定位仪确定刀具的准确位置，然后调整所述刀具的加工方向与所述钣金件的目标零件外轮廓垂直，最后通过刀具对钣金件的毛坯进行加工至所述钣金件的目标零件外轮廓。本发明为但能够方便加工大型钣金件，而且可以满足低成本、高效率的个性化定制生产。

Description

一种基于智能作业小车的大型钣金件加工方法
技术领域
本发明涉及一种基于智能作业小车的大型钣金件加工方法，属于金属钣金件制造技术领域。
背景技术
大型钣金件由于成形性能好，没有各种连接带来的残余应力，整体强度高。在大型轮船，航空航天等行业获得了广泛应用。
近年来，随着国民经济的快速发展，现代社会产品要求日益多样化、个性化，产品设计不断创新，更新换代速度不断加快。因此大型钣金件多为小批量、多品种的个性化定制需求产品。传统的机床加工制造大型钣金件所需的机床多为专用机床，不但成本高、利用率低下，造成大量浪费，而且对于一些异型的大型钣金件依然很难加工，甚至出现无法加工的情况。
发明内容
本发明要解决技术问题是：提供一种能够方便加工大型钣金件（特别是异型的大型钣金件）的方法，该方法可以满足低成本、高效率的个性化定制生产。
为了解决上述技术问题，本发明提出的技术方案是：一种基于智能作业小车的大型钣金件加工方法，所述智能作业小车上安装有激光跟踪定位仪以及用于加工钣金件的刀具，所述刀具可沿智能作业小车水平伸缩；所述加工方法包括以下步骤：
步骤一、将待加工的钣金件毛坯通过柔性工装固定，所述毛坯外轮廓向地面垂直投影得到毛坯轮廓投影线，在地面上沿所述毛坯轮廓投影线向外预设第一余量布置第一引导线；
步骤二、所述智能作业小车沿第一引导线步进移动，直到加工完成；所述每前进一步后保持静止并完成以下工作：首先通过激光跟踪定位仪确定刀具的准确位置，然后调整所述刀具的加工方向与所述钣金件的目标零件外轮廓垂直，最后通过刀具对钣金件的毛坯进行加工至所述钣金件的目标零件外轮廓。
智能作业小车通常也称为AGV小车(Automated Guided Vehicle)，小车上安装有电磁或光学等自动导航装置，能够沿规定的导航路径行驶，具有安全保护以及各种移载功能的运输车。本发明中智能作业小车沿引导线移动为现有技术，可参考相关文献，不再赘述。但是智能作业小车的定位精度较低，因此，本发明通过智能作业小车进行粗定位，再通过激光跟踪定位仪进行精确定位。
本发明通过柔性夹具对钣金件进行定位，通过智能作业小车带动刀具对钣金件进行加工，将传统的机床机械臂的运动替代为智能作业小车的移动，使刀具可以任意地移动到所需加工的区域，避免了现有技术中专用机床成本高、利用率低下从而造成大量浪费的缺陷。本发明应用广泛，不但可以适用于大型钣金件（尤其是异型的钣金件）的加工，而且可以适用于批量较小的非大型钣金件加工，实现低成本、高效率的个性化定制生产。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步说明。
图1是待加工的钣金件毛坯及目标零件形状示意图。
图2是第一引导线的示意图。
图3是激光反射装置的示意图。
图4是智能作业小车的示意图。
图5是第二引导线的示意图。
附图标记：1、毛坯外轮廓；2、目标零件外轮廓；3、第一引导线；4、激光反射装置；5、智能作业小车；6、刀具；7、激光跟踪定位仪；8、第二引导线。
具体实施方式
实施例一
本实施例中通过智能作业小车5带动刀具6对大型钣金件进行加工，待加工的钣金件毛坯及目标零件形状如图1所示。在智能作业小车5上安装有激光跟踪定位仪7以及用于加工钣金件的刀具6（通常为铣刀，当然也可以选用其他合适刀具），所述刀具6通过夹具安装在智能作业小车5上，并可沿智能作业小车5水平伸缩以及竖直移动。
本实施例中基于智能作业小车的大型钣金件加工方法，包括以下步骤：
步骤一、将待加工的钣金件毛坯通过柔性工装固定，所述毛坯外轮廓1向地面垂直投影得到毛坯轮廓投影线，在地面上沿所述毛坯轮廓投影线向外预设第一余量布置第一引导线3，如图2所示。第一余量为很可能作业小车的活动余量，可根据实际情况设定。
步骤二、所述智能作业小车5沿第一引导线3步进移动，直到加工完成，即智能作业小车5沿第一引导线3围绕毛坯周向移动进行加工。所述智能作业小车5每前进一步后保持静止并完成以下工作：首先通过激光跟踪定位仪确定刀具6的准确位置，然后调整所述刀具6的加工方向与所述钣金件的目标零件外轮廓2垂直，最后通过刀具6对钣金件的毛坯进行加工至所述钣金件的目标零件外轮廓2。
如图3和图4所示，在钣金件毛坯的上端布置多个激光反射装置4（当然，激光反射装置4可布置在激光跟踪定位仪7能接收信号的任意位置），以毛坯中心为原点建立X-Y平面，在整个钣金件毛坯平面内，无论智能作业小车5在哪个位置，都可以通过智能作业小车5上的激光跟踪定位仪7和毛坯上的激光反射装置4来定位智能作业小车5的位置和方向，并根据刀具6在智能作业小车5上的相对位置确定毛坯任意点的距离，从而计算出刀具6在空间上与激光跟踪定位仪7的准确位置关系以及刀具6与待加工点的距离，智能作业小车5以此作为加工进给量的计算依据，此为现有技术，可参考相关几何文献。
根据待加工的大型钣金件的形状、尺寸等参数以及目标零件的复杂程度，可以采用不同种类的夹具来安装刀具6（刀具6可沿夹具移动），而在智能作业小车5的位置以及刀具6的加工方向确定后，便可以很方便地实现对毛坯的加工。
在实施时，可将钣金件毛坯尺寸、定位原点以及目标零件外形尺寸输入到控制系统中，控制系统通过对比目标零件外形要求和刀具6的定位位置自动计算加工行进路线，每一次的加工进给量以及工作量都由控制系统进行记录，并实时计算下一步的加工位置和加工进给量。
本实施例中刀具的定位一共分为两步：首先由第一引导线3定位智能作业小车5的位置，对刀具6进行粗定位；然后通过固定在智能作业小车5上的激光跟踪定位仪7来对刀具6进行精确定位，即确定毛坯待加工点与刀具6的距离。这是因为智能作业小车5自身的定位精度一般在2-5mm左右，而刀具6的进给量往往又较小，显然不能满足钣金件的加工要求，因此本实施例将智能作业小车5自身的定位和激光跟踪定位仪7定位结合起来，从而使刀具6的定位精确，确保了加工精度。
本实施例由智能作业小车5的移动替代现有技术中机床机械臂的运动，使刀具6可以任意地移动到所需加工的区域，解决了现有技术中所需机床大、成本高的问题，实现了低成本、高效率的个性化定制生产。
实施例二
本实施例是在实施例一基础上的改进，其改进之处在于：本实施例将加工过程分成粗加工和精加工两步，从而提高加工精度。具体的改进过程如下：
步骤一中，所述目标零件外轮廓2向地面投影得到零件轮廓投影线，沿所述零件轮廓投影线向外预设加工余量布置精加工轮廓线（图中未示出），在精加工轮廓线外预设第二余量布置第二引导线8，如图5所示。
步骤二中，首先智能作业小车5使用粗加工刀具对毛坯进行粗加工得到粗加工件，即所述智能作业小车5沿第一引导线3步进移动，所述智能作业小车5每前进一步后保持静止并完成以下工作：通过激光跟踪定位仪确定粗加工刀具的准确位置，调整所述粗加工刀具的加工方向与所述精加工轮廓线垂直，通过粗加工刀具对钣金件的毛坯进行粗加工至所述精加工轮廓线；然后，所述智能作业小车5使用精加工刀具对粗加工件进行精加工，即所述智能作业小车5沿第二引导线8步进移动，所述智能作业小车5每前进一步后保持静止并完成以下工作：通过激光跟踪定位仪确定精加工刀具的准确位置，调整所述精加工刀具的加工方向与所述钣金件的目标零件外轮廓2垂直，通过精加工刀具对粗加工件进行精加工至所述钣金件的目标零件外轮廓2。
本实施例通过更换不同的刀具进行两步加工操作，进一步确保了加工精度。
本发明不局限于上述实施例所述的具体技术方案，除上述实施例外，本发明还可以有其他实施方式。对于本领域的技术人员来说，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等形成的技术方案，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种基于智能作业小车的大型钣金件加工方法，其特征在于：所述智能作业小车上安装有激光跟踪定位仪以及用于加工钣金件的刀具，所述刀具可沿智能作业小车水平伸缩；所述加工方法包括以下步骤：
步骤一、将待加工的钣金件毛坯通过柔性工装固定，所述毛坯外轮廓向地面垂直投影得到毛坯轮廓投影线，在地面上沿所述毛坯轮廓投影线向外预设第一余量布置第一引导线；
所述钣金件的目标零件外轮廓向地面投影得到零件轮廓投影线，沿所述零件轮廓投影线向外预设加工余量布置精加工轮廓线，在精加工轮廓线外预设第二余量布置第二引导线；
步骤二、首先智能作业小车使用粗加工刀具对毛坯进行粗加工得到粗加工件，即所述智能作业小车沿第一引导线步进移动，所述智能作业小车每前进一步后保持静止并完成以下工作：通过激光跟踪定位仪确定粗加工刀具的准确位置，调整所述粗加工刀具的加工方向与所述精加工轮廓线垂直，通过粗加工刀具对钣金件的毛坯进行粗加工至所述精加工轮廓线；
然后，所述智能作业小车使用精加工刀具对粗加工件进行精加工，即所述智能作业小车沿第二引导线步进移动，所述智能作业小车每前进一步后保持静止并完成以下工作：通过激光跟踪定位仪确定精加工刀具的准确位置，调整所述精加工刀具的加工方向与所述钣金件的目标零件外轮廓垂直，通过精加工刀具对粗加工件进行精加工至所述钣金件的目标零件外轮廓。
2.根据权利要求1所述的基于智能作业小车的大型钣金件加工方法，其特征在于：所述刀具通过夹具安装在智能作业小车上从而使所述刀具可更换。
CN202010968703.9A 2020-09-15 2020-09-15 一种基于智能作业小车的大型钣金件加工方法 Active CN112191938B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010968703.9A CN112191938B (zh) 2020-09-15 2020-09-15 一种基于智能作业小车的大型钣金件加工方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010968703.9A CN112191938B (zh) 2020-09-15 2020-09-15 一种基于智能作业小车的大型钣金件加工方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN112191938A CN112191938A (zh) 2021-01-08
CN112191938B true CN112191938B (zh) 2021-09-28

Family

ID=74015086

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202010968703.9A Active CN112191938B (zh) 2020-09-15 2020-09-15 一种基于智能作业小车的大型钣金件加工方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN112191938B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07204756A (ja) * 1994-01-10 1995-08-08 Miura Kogyo Kk 板金成形金型及びその製造方法
CN102091814A (zh) * 2010-12-17 2011-06-15 二重集团（德阳）重型装备股份有限公司 将激光跟踪技术与cad/cam技术结合实现曲面精确加工的方法
CN102528398A (zh) * 2012-02-14 2012-07-04 四川大学 一种特大型工件的分割加工装置及其加工方法
CN102554057A (zh) * 2011-10-27 2012-07-11 国家核电技术有限公司 一种大型曲面工件整体压制成型的定位方法
CN103317171A (zh) * 2012-03-23 2013-09-25 东方电气集团东方电机有限公司 基于铸造毛坯的大型水轮机叶片多轴联动数控加工方法
CN111230806A (zh) * 2016-02-29 2020-06-05 波音公司 用于联接螺纹紧固件的设备和方法
CN210996984U (zh) * 2019-09-30 2020-07-14 上海金泰工程机械有限公司 用于切割异形轨迹倒角的切割装置

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07204756A (ja) * 1994-01-10 1995-08-08 Miura Kogyo Kk 板金成形金型及びその製造方法
CN102091814A (zh) * 2010-12-17 2011-06-15 二重集团（德阳）重型装备股份有限公司 将激光跟踪技术与cad/cam技术结合实现曲面精确加工的方法
CN102554057A (zh) * 2011-10-27 2012-07-11 国家核电技术有限公司 一种大型曲面工件整体压制成型的定位方法
CN102528398A (zh) * 2012-02-14 2012-07-04 四川大学 一种特大型工件的分割加工装置及其加工方法
CN103317171A (zh) * 2012-03-23 2013-09-25 东方电气集团东方电机有限公司 基于铸造毛坯的大型水轮机叶片多轴联动数控加工方法
CN111230806A (zh) * 2016-02-29 2020-06-05 波音公司 用于联接螺纹紧固件的设备和方法
CN210996984U (zh) * 2019-09-30 2020-07-14 上海金泰工程机械有限公司 用于切割异形轨迹倒角的切割装置

Also Published As

Publication number Publication date
CN112191938A (zh) 2021-01-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110434671B (zh) 一种基于特征测量的铸造件表面机加工轨迹校准方法
CN103699056B (zh) 高速高精度数控加工的小线段实时平滑过渡插补方法
CN103529751B (zh) 五轴联动机床数控系统及其加工方法
JP3662799B2 (ja) 数値制御装置及び数値制御方法
CN108287522B (zh) 一种基于多平台的自动化在机检测方法
CN111761388B (zh) 一种夹持机构自动避让刀具的方法
CN108262591A (zh) 一种航空发动机机匣五轴立式车铣复合加工方法
CN114185307B (zh) 一种大型薄壁件加工变形分区补偿方法
CN110788446B (zh) 基于激光传感器的变姿态实时焊缝跟踪方法
CN115112018A (zh) 一种基于立体视觉的三坐标机智能复合联检系统及方法
CN112191938B (zh) 一种基于智能作业小车的大型钣金件加工方法
CN112393708B (zh) 一种整体叶环五轴加工原位测量方法
US20170343982A1 (en) Method for machining a workpiece by means of a chip-removing tool on a numerically-controlled machine tool
Saito et al. Accurate estimation of cutting time based on control principle of machine tool
CN111275662B (zh) 基于二维码的工件定位方法、装置、设备和存储介质
CN105345813B (zh) 一种基于广义坐标的机械手高精度定位方法
CN112719290B (zh) 工件的制造方法和制造系统
US11237540B2 (en) Method and tooling machine for the machining of workpieces with an unknown workpiece geometry
CN107414318A (zh) 一种用于激光切割头定位的固定式扫描定位装置及方法
CN107516328B (zh) 一种agv工作点定位方法及系统
CN115362047A (zh) 数控机床
CN102621934A (zh) 一种利用t型刀具在三轴数控机床加工负角型面的方法
CN205491659U (zh) 一种异形电子元器件智能插件系统
CN111578872A (zh) 一种模具的型面返修方法
CN218016643U (zh) 一种遥控导航焊接机器人

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant