西安睿智水射流科技有限公司杨鑫获国家专利权
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龙图腾网获悉西安睿智水射流科技有限公司申请的专利基于双目结构光3D测量的异型曲面表面减重加工方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120095722B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-07-22发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510589920.X,技术领域涉及:B24C1/04;该发明授权基于双目结构光3D测量的异型曲面表面减重加工方法是由杨鑫;孟灵通;肖汀禾;张育军;肖文泽设计研发完成,并于2025-05-08向国家知识产权局提交的专利申请。
本基于双目结构光3D测量的异型曲面表面减重加工方法在说明书摘要公布了:本发明公开了基于双目结构光3D测量的异型曲面表面减重加工方法,涉及3D图像数据处理技术领域,用于弯管外部曲面的减重加工,基于双目结构光3D测量技术,结合双高压水刀,突破了传统减重技术的限制,实现了非接触式加工方式,减少了对工件几何形状的依赖,为复杂形状的航天部件提供了新的减重解决方案;通过高精度的3D测量与建模,基于扫描识别块,采用ICP配准算法,对复杂部件进行精确重构,结合双高压水刀性能参数,为后续的减重路径规划提供准确的数据支持,使得减重过程更加精准;通过将内半管、外半管先焊接成整体弯管再整体减重的方法,有效避免了减重过程中可能产生的变形,提高了减重后的部件尺寸稳定性和精度。
本发明授权基于双目结构光3D测量的异型曲面表面减重加工方法在权利要求书中公布了:1.基于双目结构光3D测量的异型曲面表面减重加工方法,用于弯管(1)外部曲面的减重加工,弯管(1)由两个半管组成,其特征在于,包括以下步骤: 步骤S1:以半管的内部曲面为基准对半管进行装夹固定,夹具上设置有外凸的半球形扫描识别块;半管内部曲面的等距曲面为轨迹面,通过六自由度机械臂驱动双目结构光3D测量相机沿着轨迹面运动,扫描获得半管外部曲面及扫描识别块的全局点云数据; 步骤S2:建立半管及其夹具的标准三维模型,获得半管外部曲面及扫描识别块的目标点云数据,通过ICP算法对扫描识别块的全局点云数据和目标点云数据进行点云配准,以点云配准结果为基准,计算半管外部曲面的全局点云数据和目标点云数据之间的差值,即半管减重加工的削薄量; 步骤S3:对当前半管上用于与另一个半管接触的两个侧面进行双高压水刀切除作业,通过六自由度机械臂驱动,获得焊接用坡口;双高压水刀为高压水和高压气驱动的、高压水中掺杂磨料颗粒的水气固混合水刀;双高压水刀的射流横截面为圆形; 步骤S4:分别对两个半管进行步骤S1至步骤S3的操作,然后将两个半管拼焊为一个弯管(1); 步骤S5:设i=1,2;以第i个半管的内部曲面为基准对弯管(1)进行装夹固定,基于第i个半管的削薄量进行机器人离线编程及仿真加工模拟后,通过六自由度机械臂驱动双高压水刀沿着第i个半管的轨迹面运动,逐步完成第i个半管的外部曲面减重;第一个半管为外半管(101),外半管(101)的轨迹面为外虚面(201);第二个半管为内半管(102),内半管(102)的轨迹面为内虚面(202);将通过外虚面(201)获得的外半管(101)外部曲面的全局点云数据进行分析处理,离散为m个待加工点位;将通过内虚面(202)获得的内半管(102)外部曲面的全局点云数据进行分析处理,离散为n个待加工点位;所有待加工点位的面积均相同,且待加工点位的面积值小于双高压水刀的射流横截面积;计算每一个待加工点位区域内的平均削薄量;设双高压水刀单位时间内的减重去除量为Q,单位为mm³s,则有: ; 式中,K为综合系数,根据弯管(1)的材料通过试加工实验标定;为高压水的体积分数,即单位体积的水刀中高压水的体积占比;为磨料颗粒的体积分数,即单位体积的水刀中磨料颗粒的体积占比;为高压水的密度,单位为kgm³;为磨料颗粒的密度,单位为kgm³;d为双高压水刀的射流横截面直径,单位为m;为高压水的压力,单位为MPa;为高压气的压力,单位为MPa;为冲击角,冲击角为双高压水刀的射流与射流作用点表面法向量的夹角,单位为rad;n为冲击角敏感系数,根据弯管(1)的材料通过试加工实验标定;H为弯管(1)材料的硬度,单位为HV;通过任一待加工点位区域内的平均削薄量与减重去除量Q,可计算出双高压水刀在当前待加工点位区域的滞留时间,结合机器人离线编程及仿真加工模拟,确定加工参数; 步骤S6:对加工好的弯管(1)外表面进行检测,对异常部位进行局部修整,直到弯管(1)的外表面形貌完全达到目标要求。
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