CN113478418A - 一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法 - Google Patents

一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，属于航空零件加工技术领域，其特征在于，包括以下步骤：a、建立投影图；b、根据零件装夹和零件拆卸的投影图通过投影仪自校正；c、投影到工装和零件的表面；d、将投影位置(X，Y，Z)坐标结果发送至伺服机构，伺服机构调整投影仪的坐标；e、通过摄像头采集图像，自动调节投影仪的数码变焦使投影清晰；f、进行装夹；加工完成后，根据投影图拆卸工装。本发明能够根据零件位置自动标定校正投影仪位置及姿态，对零件装夹位置通过投影的方式进行展示，从而能够精确指导零件的装夹，提高零件装夹准确性和装夹效率，提升零件加工质量，降低生产成本。

Description

一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法
技术领域
本发明涉及到航空零件加工技术领域，尤其涉及一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法。
背景技术
航空零件数控加工属于多品种、小批量的离散加工，其所加工的零件产品通常具有零件种类多样、产品价值高、加工难度大、加工精度高的特点。零件的装夹是加工前将零件固定在工装上的关键环节，零件的拆卸是加工后将零件从工装上取下的关键环节，零件的装夹和拆卸是决定零件的加工质量的重要步骤之一，若没有按照要求装夹和拆卸零件极易发生零件加工质量问题。同时，多品种、小批量的特性也使得零件工装多、装夹和拆卸方式复杂，零件装夹和拆卸难以自动化替代人工装夹，而人工装夹和拆卸也成为零件加工环节耗费时间最长的环节之一。人工装夹和拆卸工装通常需要使用吊车进行吊装，而每次吊装后，工装放置的位置难以准确固定，同时水平度也难以保证。
公开号为CN 107160216A，公开日为2017年09月15日的中国专利文献公开了一种应用于航空航天制造领域的弱刚性复合材料零件的柔性组合装夹装置及装夹方法，包括组合式底座、柔性支撑系统和定位压紧装置，所述柔性支撑系统安装在组合式底座上，所述定位压紧装置位于柔性支撑系统的上方；所述柔性支撑系统包括多个支撑单元，每个支撑单元包括有支撑杆、真空吸盘和弹簧，所述支撑杆的两端分别与真空吸盘和弹簧相连，所述真空吸盘与支撑杆通过球形关节连接。
该专利文献公开的应用于航空航天制造领域的弱刚性复合材料零件的柔性组合装夹装置及装夹方法，可以实现具有不同型面特征的弱刚性复合材料零件快速装夹，自适应不同零件外形尺寸，极大提高装夹方式柔性化程度，并且适用于多品种小批量生产需要。但是，不能精确指导零件的装夹，零件装夹准确性和装夹效率欠佳。
发明内容
本发明为了克服上述现有技术的缺陷，提供一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，本发明能够根据零件位置自动标定校正投影仪位置及姿态，对零件装夹位置通过投影的方式进行展示，从而能够精确指导零件的装夹，提高零件装夹准确性和装夹效率，提升零件加工质量，降低生产成本。
本发明通过下述技术方案实现：
一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、建立零件装夹和零件拆卸的投影图；
b、根据零件装夹和零件拆卸的投影图通过投影仪自校正；
c、将自校正后的投影图通过投影仪输出，投影到工装和零件的表面，经图像识别自动计算投影位置(X，Y，Z)坐标；
d、将投影位置(X，Y，Z)坐标结果发送至伺服机构，伺服机构调整投影仪的坐标，通过投影仪梯形自动调整，使实际工装边缘与投影图的工装边缘完全重合；
e、通过摄像头采集图像，经图像识别判断是否清晰，自动调节投影仪的数码变焦使投影清晰；
f、加工开始前，根据标注在投影图上的压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息进行装夹；加工完成后，根据测量图标记的筋条、缘条厚度、腹板厚度、R角和孔径信息进行测量，并根据投影图拆卸工装。
所述步骤a中，投影图具体是指根据零件加工需求，在编制零件加工的数控程序时，根据零件的装夹和拆卸需要，将零件、工装和平台通过俯视角度投影，生成投影图，将压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息通过不同颜色的文字描述标注在投影图上。
所述投影图还包括零件名称、零件图号、资料编号、原点位置和压板与零件表面的距离。
所述步骤b中，投影仪自校正具体是指通过投影区域内的激光定位标反射到投影仪中，确定需要投影的平面，通过投影位姿调整器调整投影仪的投影角度，使投影镜头与被投影平面保持平行。
所述步骤c中，投影到工装和零件的表面具体是指将投影仪设置在框架上，移动投影仪通过位姿调整器调整投影角度完成投影。
本发明的有益效果是：
a、建立零件装夹和零件拆卸的投影图；b、根据零件装夹和零件拆卸的投影图通过投影仪自校正；c、将自校正后的投影图通过投影仪输出，投影到工装和零件的表面，经图像识别自动计算投影位置(X，Y，Z)坐标；d、将投影位置(X，Y，Z)坐标结果发送至伺服机构，伺服机构调整投影仪的坐标，通过投影仪梯形自动调整，使实际工装边缘与投影图的工装边缘完全重合；e、通过摄像头采集图像，经图像识别判断是否清晰，自动调节投影仪的数码变焦使投影清晰；f、加工开始前，根据标注在投影图上的压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息进行装夹；加工完成后，根据测量图标记的筋条、缘条厚度、腹板厚度、R角和孔径信息进行测量，并根据投影图拆卸工装；作为一个完整的技术方案，较现有技术而言，能够根据零件位置自动标定校正投影仪位置及姿态，对零件装夹位置通过投影的方式进行展示，从而能够精确指导零件的装夹，提高零件装夹准确性和装夹效率，提升零件加工质量，降低生产成本。
附图说明
下面将结合说明书附图和具体实施方式对本发明作进一步的具体说明：
图1为本发明的流程框图。
具体实施方式
实施例1
参见图1，一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，包括以下步骤：
a、建立零件装夹和零件拆卸的投影图；
b、根据零件装夹和零件拆卸的投影图通过投影仪自校正；
c、将自校正后的投影图通过投影仪输出，投影到工装和零件的表面，经图像识别自动计算投影位置(X，Y，Z)坐标；
d、将投影位置(X，Y，Z)坐标结果发送至伺服机构，伺服机构调整投影仪的坐标，通过投影仪梯形自动调整，使实际工装边缘与投影图的工装边缘完全重合；
e、通过摄像头采集图像，经图像识别判断是否清晰，自动调节投影仪的数码变焦使投影清晰；
f、加工开始前，根据标注在投影图上的压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息进行装夹；加工完成后，根据测量图标记的筋条、缘条厚度、腹板厚度、R角和孔径信息进行测量，并根据投影图拆卸工装。
实施例2
参见图1，一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，包括以下步骤：
a、建立零件装夹和零件拆卸的投影图；
b、根据零件装夹和零件拆卸的投影图通过投影仪自校正；
c、将自校正后的投影图通过投影仪输出，投影到工装和零件的表面，经图像识别自动计算投影位置(X，Y，Z)坐标；
d、将投影位置(X，Y，Z)坐标结果发送至伺服机构，伺服机构调整投影仪的坐标，通过投影仪梯形自动调整，使实际工装边缘与投影图的工装边缘完全重合；
e、通过摄像头采集图像，经图像识别判断是否清晰，自动调节投影仪的数码变焦使投影清晰；
f、加工开始前，根据标注在投影图上的压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息进行装夹；加工完成后，根据测量图标记的筋条、缘条厚度、腹板厚度、R角和孔径信息进行测量，并根据投影图拆卸工装。
所述步骤a中，投影图具体是指根据零件加工需求，在编制零件加工的数控程序时，根据零件的装夹和拆卸需要，将零件、工装和平台通过俯视角度投影，生成投影图，将压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息通过不同颜色的文字描述标注在投影图上。
实施例3
参见图1，一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，包括以下步骤：
a、建立零件装夹和零件拆卸的投影图；
b、根据零件装夹和零件拆卸的投影图通过投影仪自校正；
c、将自校正后的投影图通过投影仪输出，投影到工装和零件的表面，经图像识别自动计算投影位置(X，Y，Z)坐标；
d、将投影位置(X，Y，Z)坐标结果发送至伺服机构，伺服机构调整投影仪的坐标，通过投影仪梯形自动调整，使实际工装边缘与投影图的工装边缘完全重合；
e、通过摄像头采集图像，经图像识别判断是否清晰，自动调节投影仪的数码变焦使投影清晰；
f、加工开始前，根据标注在投影图上的压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息进行装夹；加工完成后，根据测量图标记的筋条、缘条厚度、腹板厚度、R角和孔径信息进行测量，并根据投影图拆卸工装。
所述步骤a中，投影图具体是指根据零件加工需求，在编制零件加工的数控程序时，根据零件的装夹和拆卸需要，将零件、工装和平台通过俯视角度投影，生成投影图，将压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息通过不同颜色的文字描述标注在投影图上。
所述投影图还包括零件名称、零件图号、资料编号、原点位置和压板与零件表面的距离。
实施例4
参见图1，一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，包括以下步骤：
a、建立零件装夹和零件拆卸的投影图；
b、根据零件装夹和零件拆卸的投影图通过投影仪自校正；
c、将自校正后的投影图通过投影仪输出，投影到工装和零件的表面，经图像识别自动计算投影位置(X，Y，Z)坐标；
d、将投影位置(X，Y，Z)坐标结果发送至伺服机构，伺服机构调整投影仪的坐标，通过投影仪梯形自动调整，使实际工装边缘与投影图的工装边缘完全重合；
e、通过摄像头采集图像，经图像识别判断是否清晰，自动调节投影仪的数码变焦使投影清晰；
f、加工开始前，根据标注在投影图上的压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息进行装夹；加工完成后，根据测量图标记的筋条、缘条厚度、腹板厚度、R角和孔径信息进行测量，并根据投影图拆卸工装。
所述步骤a中，投影图具体是指根据零件加工需求，在编制零件加工的数控程序时，根据零件的装夹和拆卸需要，将零件、工装和平台通过俯视角度投影，生成投影图，将压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息通过不同颜色的文字描述标注在投影图上。
所述投影图还包括零件名称、零件图号、资料编号、原点位置和压板与零件表面的距离。
所述步骤b中，投影仪自校正具体是指通过投影区域内的激光定位标反射到投影仪中，确定需要投影的平面，通过投影位姿调整器调整投影仪的投影角度，使投影镜头与被投影平面保持平行。
实施例5
参见图1，一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，包括以下步骤：
a、建立零件装夹和零件拆卸的投影图；
b、根据零件装夹和零件拆卸的投影图通过投影仪自校正；
c、将自校正后的投影图通过投影仪输出，投影到工装和零件的表面，经图像识别自动计算投影位置(X，Y，Z)坐标；
d、将投影位置(X，Y，Z)坐标结果发送至伺服机构，伺服机构调整投影仪的坐标，通过投影仪梯形自动调整，使实际工装边缘与投影图的工装边缘完全重合；
e、通过摄像头采集图像，经图像识别判断是否清晰，自动调节投影仪的数码变焦使投影清晰；
f、加工开始前，根据标注在投影图上的压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息进行装夹；加工完成后，根据测量图标记的筋条、缘条厚度、腹板厚度、R角和孔径信息进行测量，并根据投影图拆卸工装。
所述步骤a中，投影图具体是指根据零件加工需求，在编制零件加工的数控程序时，根据零件的装夹和拆卸需要，将零件、工装和平台通过俯视角度投影，生成投影图，将压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息通过不同颜色的文字描述标注在投影图上。
所述投影图还包括零件名称、零件图号、资料编号、原点位置和压板与零件表面的距离。
所述步骤b中，投影仪自校正具体是指通过投影区域内的激光定位标反射到投影仪中，确定需要投影的平面，通过投影位姿调整器调整投影仪的投影角度，使投影镜头与被投影平面保持平行。
所述步骤c中，投影到工装和零件的表面具体是指将投影仪设置在框架上，移动投影仪通过位姿调整器调整投影角度完成投影。
a、建立零件装夹和零件拆卸的投影图；b、根据零件装夹和零件拆卸的投影图通过投影仪自校正；c、将自校正后的投影图通过投影仪输出，投影到工装和零件的表面，经图像识别自动计算投影位置(X，Y，Z)坐标；d、将投影位置(X，Y，Z)坐标结果发送至伺服机构，伺服机构调整投影仪的坐标，通过投影仪梯形自动调整，使实际工装边缘与投影图的工装边缘完全重合；e、通过摄像头采集图像，经图像识别判断是否清晰，自动调节投影仪的数码变焦使投影清晰；f、加工开始前，根据标注在投影图上的压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息进行装夹；加工完成后，根据测量图标记的筋条、缘条厚度、腹板厚度、R角和孔径信息进行测量，并根据投影图拆卸工装；作为一个完整的技术方案，较现有技术而言，能够根据零件位置自动标定校正投影仪位置及姿态，对零件装夹位置通过投影的方式进行展示，从而能够精确指导零件的装夹，提高零件装夹准确性和装夹效率，提升零件加工质量，降低生产成本。
下面用具体实例对本发明进行说明：
步骤1：工艺人员在编制零件每一面加工的数控程序时，根据零件的装夹需要，利用达索系统将零件、工装和平台通过俯视角度投影，生成零件装夹和零件拆卸的投影图；针对钛合金零件，按照装夹要求，用蓝色标注压紧螺钉和精制螺栓的位置；用绿色标注工艺孔的位置；用红色标注压紧孔的位置；用黑色字体显示产品名称、资料编号、工步号和工装信息；
步骤2：生成的投影图除装夹图信息之外，增加绿色圆形和箭头标注待测量位置特征，绿色文字解释待测量类型及公差，标注时避开零件特征或工装孔位，使标记内容完全显示；
步骤3：通过投影区域内的激光定位标反射到投影仪中，3点确定平面，第4个定位标用来微调，通过位姿调整器将投影仪调整至最佳的投影角度，确保投影镜头与被投影平面保持平行，以防图像产生畸变；
步骤4：将投影图通过投影仪输出，投影到工装和零件的表面；利用图像识别技术，识别实际工装边缘是否与投影图的工装边缘完全重合，自动计算最佳的投影位置(X，Y，Z)坐标；将投影位置(X，Y，Z)坐标结果发送至伺服机构，伺服机构调整投影仪的坐标，通过投影仪梯形自动调整，使实际工装边缘与投影图的工装边缘完全重合；
步骤5：摄像头采集图像，利用现有图像识别技术判断是否清晰，自动调节投影仪的数码变焦，确保投影关键特征、颜色、文字可见；
步骤6：加工开始前，工艺人员校对投影图黑色字体显示产品名称、资料编号、工步号和工装信息，按照装夹要求，压紧蓝色标注压紧螺钉和精制螺栓的位置；对齐绿色标注的工艺孔的位置；压紧红色标注压紧孔的位置；加工完成后，工艺人员根据绿色标记，测量图中用蓝色标记的A1：耳片R20(+0.1/-0.5)mm、用红色标记的A2：槽口宽度24(+0.066/0)mm、用绿色标记的A3：耳片厚度8(+0.25/-0.25)mm、A4：精孔孔径Φ10(+0.026/0)mm、A5：缘条厚度7.5(+0.5/0)mm、A6：筋条厚度6(+0.25/-0.25)mm、A7：缘条厚度10(+0.25/-0.25)mm、A8：筋条厚度3(+0.25/-0.25)mm，并记录上传，最后根据投影图拆卸工装。

Claims (5)

1.一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，其特征在于，包括以下步骤：
a、建立零件装夹和零件拆卸的投影图；
b、根据零件装夹和零件拆卸的投影图通过投影仪自校正；
c、将自校正后的投影图通过投影仪输出，投影到工装和零件的表面，经图像识别自动计算投影位置(X，Y，Z)坐标；
d、将投影位置(X，Y，Z)坐标结果发送至伺服机构，伺服机构调整投影仪的坐标，通过投影仪梯形自动调整，使实际工装边缘与投影图的工装边缘完全重合；
e、通过摄像头采集图像，经图像识别判断是否清晰，自动调节投影仪的数码变焦使投影清晰；
f、加工开始前，根据标注在投影图上的压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息进行装夹；加工完成后，根据测量图标记的筋条、缘条厚度、腹板厚度、R角和孔径信息进行测量，并根据投影图拆卸工装。
2.根据权利要求1所述的一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，其特征在于：所述步骤a中，投影图具体是指根据零件加工需求，在编制零件加工的数控程序时，根据零件的装夹和拆卸需要，将零件、工装和平台通过俯视角度投影，生成投影图，将压紧螺钉、压板位置、通过工装位置、浮动工装位置和工艺孔位置信息通过不同颜色的文字描述标注在投影图上。
3.根据权利要求2所述的一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，其特征在于：所述投影图还包括零件名称、零件图号、资料编号、原点位置和压板与零件表面的距离。
4.根据权利要求1所述的一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，其特征在于：所述步骤b中，投影仪自校正具体是指通过投影区域内的激光定位标反射到投影仪中，确定需要投影的平面，通过投影位姿调整器调整投影仪的投影角度，使投影镜头与被投影平面保持平行。
5.根据权利要求1所述的一种基于投影仪的零件装夹拆卸方法，其特征在于：所述步骤c中，投影到工装和零件的表面具体是指将投影仪设置在框架上，移动投影仪通过位姿调整器调整投影角度完成投影。
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