一種不規(guī)則形狀三維件的特征點(diǎn)的尋找方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種用于激光切割機(jī)或機(jī)器人切割三維件，具體設(shè)計(jì)一種不規(guī)則形狀三維件的特征點(diǎn)的尋找方法。
【背景技術(shù)】
[0002]對(duì)于一些不規(guī)則三維件的切割加工，一般是采用專用的工裝夾具在機(jī)床上進(jìn)行切割加工的，由于要專門制作工裝夾具，對(duì)于小批量產(chǎn)品來講無疑增加了制造成本，因此現(xiàn)在通常采用三維激光切割機(jī)或機(jī)器人來進(jìn)行加工的。但是采用三維激光切割機(jī)或機(jī)器人就要編制加工程序。眾所周知，在編制加工程序時(shí)都要求工件的實(shí)際坐標(biāo)系和機(jī)床坐標(biāo)系對(duì)應(yīng)起來，這就需要尋找工件的特征點(diǎn)作為工件坐標(biāo)系與機(jī)床坐標(biāo)系聯(lián)系的紐帶。根據(jù)三點(diǎn)確定一個(gè)平面的原理，特征點(diǎn)至少要有三個(gè)。對(duì)于那些形狀比較規(guī)則的三維件，可以很容易找出三個(gè)甚至更多的特征點(diǎn)，然而對(duì)于不規(guī)則的三維件就不太容易尋找其特征點(diǎn)了，使零件很難精確定位在機(jī)床坐標(biāo)系下，生成可以直接使用的激光切割程序。因此尋找能夠達(dá)到零件快速精確定位，同時(shí)又可以在重復(fù)切割時(shí)，不需要重新定位的方法成為業(yè)內(nèi)一個(gè)迫切需要解決的問題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷而提供一種不規(guī)則形狀三維件的特征點(diǎn)的尋找方法，它能快速找到特征點(diǎn)，簡(jiǎn)化編程計(jì)算，為這類工件的加工提供基礎(chǔ)。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的:一種不規(guī)則形狀三維件的特征點(diǎn)的尋找方法，用于激光切割機(jī)或機(jī)器人的三維切割編程，該不規(guī)則形狀三維件的表面上具有圓孔，所述特征點(diǎn)的尋找方法包括以下步驟:
[0005]步驟一，將工件放置在激光切割機(jī)的工作臺(tái)上，調(diào)整工件位置，使工件上的圓孔的直徑面呈水平放置；
[0006]步驟二，移動(dòng)帶有傳感器的激光切割頭進(jìn)入到工件的圓孔中，使切割頭位于圓孔的直徑面上任意一點(diǎn)，即第一起始點(diǎn)B;
[0007]步驟三，開啟激光切割機(jī)，編一步小程序，使切割頭沿著第一起始點(diǎn)B的負(fù)X軸的方向移動(dòng)，當(dāng)切割頭碰到圓孔的內(nèi)表面時(shí)自動(dòng)停下，得到切割頭的第一X軸向停止點(diǎn)BI，即可從激光切割機(jī)的操作界面上讀出第一X軸向停止點(diǎn)BI的坐標(biāo)為(X21，Y21);
[0008]步驟四，再編程序，使切割頭沿著第一起始點(diǎn)B的正X軸的方向移動(dòng)，當(dāng)切割頭碰到圓孔的內(nèi)表面時(shí)自動(dòng)停下，得到切割頭的第二 X軸向停止點(diǎn)Β2，同樣從激光切割機(jī)的操作界面上讀出第二X軸向停止點(diǎn)Β2的坐標(biāo)為(Χ22，Υ22);
[0009]步驟五，計(jì)算第一X軸向停止點(diǎn)BI和第二X軸向停止點(diǎn)Β2的X軸向中點(diǎn)Β3的坐標(biāo)為(Χ2，Υ2)，Χ2 = (Χ21+Χ22)/2，Υ2 = (Υ21+Υ22)/2;
[0010]步驟六，重復(fù)步驟二至步驟五，在圓孔的直徑面上找出第二起始點(diǎn)Α，以及第二個(gè)起始點(diǎn)A所在Y軸上的第一 Y軸向停止點(diǎn)Al和第二 Y軸向停止點(diǎn)Α2，第一 Y軸向停止點(diǎn)Al的坐標(biāo)為(乂11，￥11)，第二￥軸向停止點(diǎn)六2的坐標(biāo)為(乂12，￥12)，計(jì)算第一￥軸向停止點(diǎn)41和第二￥軸向停止點(diǎn)厶2的￥軸向中點(diǎn)厶3的坐標(biāo)為(乂1，￥1)，乂1 = (乂11+乂12)/2，￥1 = (￥11+￥12)/2;
[0011 ] 步驟七，基于X軸和Y軸是垂直相交的原理，即圓孔的圓心C應(yīng)位于X軸向中點(diǎn)B3的Y軸上和Y軸向中點(diǎn)A3的X軸上，藉此確定工件上的圓孔的圓心C的坐標(biāo)為(X2，Yl);
[0012]步驟八，先由圓心C測(cè)量到圓孔的半徑r，再找出圓孔的直徑面上的第一象限點(diǎn)N的坐標(biāo)(X2-r，Yl)和第二象限點(diǎn)P的坐標(biāo)(X2，Yl-r);
[0013]步驟九，打開三維軟件，先在三維數(shù)模上編好切割頭的走刀路徑和切割頭的姿態(tài)，再以尋找到的圓心C、第一象限點(diǎn)N和第二象限點(diǎn)P為基礎(chǔ)進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)化，使工件精確地定位在激光切割機(jī)的坐標(biāo)系下。
[0014]本發(fā)明的不規(guī)則形狀三維件的特征點(diǎn)的尋找方法具有以下優(yōu)點(diǎn):能快速找到特征點(diǎn)，方便有效，而且非常精確，可以非常方便地進(jìn)行激光切割機(jī)的定位和編程的工作，簡(jiǎn)化編程計(jì)算，生成的激光切割程序可以直接使用，即使工件有所變形，也不會(huì)有太大的影響，程序只需要稍微沿X軸向、Y軸向調(diào)整就可使用，為這類工件的加工提供基礎(chǔ)。
【附圖說明】
[0015]圖1是本發(fā)明的不規(guī)則形狀三維件的特征點(diǎn)的尋找方法的原理圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
[0017]請(qǐng)參閱圖1，本發(fā)明的不規(guī)則形狀三維件的特征點(diǎn)的尋找方法的理論依據(jù)有以下兩點(diǎn):
[0018]I)帶有傳感器的激光切割頭在運(yùn)動(dòng)過程中碰到金屬物體會(huì)停止，這樣就能記錄下該點(diǎn)的工件坐標(biāo)；
[0019]2)圓周上任意兩點(diǎn)的中垂線必過圓心，圓的任意兩條直徑的交點(diǎn)就是該圓的圓心。
[0020]本發(fā)明的不規(guī)則形狀三維件的特征點(diǎn)的尋找方法，用于激光切割機(jī)或機(jī)器人的三維切割編程，該不規(guī)則形狀三維件的表面上具有圓孔。
[0021]本發(fā)明的特征點(diǎn)的尋找方法包括以下步驟:
[0022]步驟一，將工件放置在激光切割機(jī)的工作臺(tái)上，調(diào)整工件位置，使工件上的圓孔的直徑面呈水平放置；
[0023]步驟二，移動(dòng)帶有傳感器的激光切割頭進(jìn)入到工件的圓孔中，使切割頭位于圓孔的直徑面上任意一點(diǎn)，即第一起始點(diǎn)B;
[0024]步驟三，開啟激光切割機(jī)，編一步小程序，使切割頭沿著第一起始點(diǎn)B的負(fù)X軸的方向移動(dòng)，當(dāng)切割頭碰到圓孔的內(nèi)表面時(shí)自動(dòng)停下，得到切割頭的第一X軸向停止點(diǎn)BI，即可從激光切割機(jī)的操作界面上讀出第一X軸向停止點(diǎn)BI的坐標(biāo)為(X21，Y21);
[0025]步驟四，再編程序，使切割頭沿著第一起始點(diǎn)B的正X軸的方向移動(dòng)，當(dāng)切割頭碰到圓孔的內(nèi)表面時(shí)自動(dòng)停下，得到切割頭的第二 X軸向停止點(diǎn)Β2，同樣從激光切割機(jī)的操作界面上讀出第二X軸向停止點(diǎn)Β2的坐標(biāo)為(Χ22，Υ22);
[0026]步驟五、計(jì)算第一X軸向停止點(diǎn)BI和第二X軸向停