CN110293471A - 一种曲面工件的加工方法及用于该方法中的设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种曲面工件的加工方法及用于该方法中的设备，该加工方法包括步骤：S1：在一个机头上设有视觉定位机构、光学曲面弯曲度检测模组和加工磨头模组；S2：将待加工的曲面工件定位于治具上；S3：采用视觉定位机构对曲面工件进行拍照以采集坐标数据，并传送至控制器后进入S4或进入S5；S4：控制加工磨头模组对曲面工件打磨加工，完成后再进入S5；S5：采用光学曲面弯曲度检测模组检测曲面工件的曲面弯曲度数据以传送至控制器；控制器比对曲面弯曲度数据，数据不匹配则进入S6；数据相匹配则进入S7；S6：控制器控制加工磨头模组沿曲面工件中曲面弯曲度不匹配位置的实际坐标对曲面工件加工处理，完成后再进入S5；S7：将曲面工件拆下，完成加工工作。
Description
技术领域：
本发明涉及曲面工件加工技术领域，特指一种曲面工件的加工方法及用于该方法中的设备。
背景技术：
现有技术中，由于曲面玻璃(曲面工件之一)可以让用户从视觉和触觉等方面更加舒适地体验产品，因此，已经广泛应用在智能手机、医疗、工业和车载产品等重要领域。
但是，随着技术的高速发展，人们对于曲面玻璃外观效果的要求越来越高，因此，如何制作更具视觉效果的曲面玻璃，给消费者带来新鲜感、增强产品竞争力是目前曲面玻璃的重要发展方向之一。
现有技术中曲面工件的加工方法一般采用加工中心完成，具体而言，加工中心先建模，在将曲面玻璃定位在工作平台上，采用CCD视觉定位，并由加工中心控制磨头或刀具安装建模数据对曲面玻璃进行加工，以将曲面玻璃加工成预设定的曲面玻璃产品。由于在加工过程中，并没有会考虑到曲面玻璃的曲面弯曲度问题，以致很大可能会在完成加工后的曲面玻璃出现曲面弯曲度存在误差现象，导致完成加工的曲面玻璃精度不够理想，质量也存在瑕疵。
有鉴于此，本发明人提出以下技术方案。
发明内容：
本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种曲面工件的加工方法及用于该方法中的设备。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述第一种技术方案：该曲面工件的加工方法包括以下步骤：
S1：在一个机头上设置有视觉定位机构、用于检测工件曲面弯曲度的光学曲面弯曲度检测模组和加工磨头模组；
S2：将待加工的曲面工件放置于治具上，并由该治具对曲面工件进行定位；
S3：机头驱使视觉定位机构正对曲面工件，该视觉定位机构对曲面工件进行拍照以采集坐标数据，并将该坐标数据传送至控制器，随后进入S4或进入S5；
S4：由机头驱使加工磨头模组面对曲面工件，并控制该加工磨头模组按照控制器建模数据对曲面工件进行加工处理，完成后再进入S5；
S5：机头驱使光学曲面弯曲度检测模组正对曲面工件，该光学曲面弯曲度检测模组检测该曲面工件的曲面弯曲度，并将该曲面弯曲度数据传送至控制器；该控制器比对该曲面弯曲度数据是否与正确的曲面弯曲度数据匹配，如数据不匹配，进入S6；如数据相匹配，进入S7；
S6：控制器判断曲面工件中曲面弯曲度不匹配的位置，并根据视觉定位机构采集的坐标数据计算出该曲面工件中曲面弯曲度不匹配位置的实际坐标，再由机头驱使加工磨头模组面对曲面工件，并控制该加工磨头模组沿实际坐标对曲面工件进行加工处理，完成后再进入S5；
S7：将曲面工件相对治具拆卸下来，完成加工工作。
进一步而言，上述技术方案中，所述视觉定位机构为CCD相机模组；所述光学曲面弯曲度检测模组为激光扫描仪或光谱共焦位移传感器。
进一步而言，上述技术方案中，所述治具能够在Y轴方向移动，该机头能够在X轴及Z轴方向移动。
进一步而言，上述技术方案中，所述治具还能够在水平方向旋转。
进一步而言，上述技术方案中，所述机头包括有旋转机构及安装于该旋转机构上并由该旋转机构驱动以转动的旋转座，该旋转座上设置有三个不同方向的安装面，所述视觉定位机构、光学曲面弯曲度检测模组、加工磨头模组分别安装在一个安装面上。
为了解决上述技术问题，本发明采用了下述第一种技术方案：该曲面工件的加工设备包括机座、安装于机座上并可沿Y轴方向移动的治具、安装于机座上并可沿X轴及Z轴方向移动的机头，该机头位于治具上方，该机头上设置有视觉定位机构、用于检测工件曲面弯曲度的光学曲面弯曲度检测模组和加工磨头模组，且该机头可控制视觉定位机构或光学曲面弯曲度检测模组或加工磨头模组面对所述治具。
进一步而言，上述技术方案中，所述机头包括有旋转机构及安装于该旋转机构上并由该旋转机构驱动以转动的旋转座，该旋转座上设置有三个不同方向的安装面，所述视觉定位机构、光学曲面弯曲度检测模组、加工磨头模组分别安装在一个安装面上。
进一步而言，上述技术方案中，所述视觉定位机构为CCD相机模组；所述光学曲面弯曲度检测模组为激光扫描仪或光谱共焦位移传感器。
进一步而言，上述技术方案中，所述机座上设置有Y轴直线驱动模组及由该Y轴直线驱动模组驱动以在Y轴方向移动的工作台，该治具以可调节相对位置方式安装于该工作台上；所述机座上设置有X轴直线驱动模组及安装于X轴直线驱动模组上的Z轴直线驱动模组，所述机头安装于该Z轴直线驱动模组上。
进一步而言，上述技术方案中，所述Y轴直线驱动模组上还设置有水平旋转驱动模组，所述工作台安装于该水平旋转驱动模组上，并可由该水平旋转驱动模组驱动以在水平方向旋转。
采用上述技术方案后，本发明与现有技术相比较具有如下有益效果：
1、本发明中的曲面工件的加工方法在加工过程中，采用视觉定位机构对曲面工件进行拍照以采集坐标数据，并通过光学曲面弯曲度检测模组检测该曲面工件的曲面弯曲度，当存在误差时，控制加工磨头模组面对曲面工件以对该曲面工件的曲面进行精确打磨抛光处理，保证完成加工后的曲面工件的曲面弯曲度不存在误差，使完成加工的曲面玻璃精度极高，质量也极好，令本发明具有极强的市场竞争力。
2、本发明曲面工件的加工设备在工作时，采用视觉定位机构对曲面工件进行拍照以采集坐标数据，并通过加工磨头模组对曲面工件进行打磨抛光处理，完成后，通过光学曲面弯曲度检测模组检测该曲面工件的曲面弯曲度，当存在误差时，控制加工磨头模组面对曲面工件以对该曲面工件的曲面进行精确打磨抛光处理，保证完成加工后的曲面工件的曲面弯曲度不存在误差，使完成加工的曲面玻璃精度极高，质量也极好，令本发明具有极强的市场竞争力。
附图说明：
图1是本发明的立体图；
图2是本发明中机头与视觉定位机构、光学曲面弯曲度检测模组、加工磨头模组的装配图；
图3是图2的主视图；
图4是本发明中治具与曲面工件的装配图；
图5是本发明中治具的立体图。
具体实施方式：
下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。
参见图1-5所示，本发明中的曲面工件的加工方法，其包括以下步骤：
S1：在一个机头3上设置有视觉定位机构4、用于检测工件曲面弯曲度的光学曲面弯曲度检测模组5和加工磨头模组6；
S2：将待加工的曲面工件100放置于治具2上，并由该治具2对曲面工件100进行定位；
S3：机头3驱使视觉定位机构4正对曲面工件100，该视觉定位机构4对曲面工件100进行拍照以采集坐标数据，并将该坐标数据传送至控制器；所述治具2能够在Y轴方向移动，该机头3能够在X轴及Z轴方向移动,以致使控制器能够控制该治具2上定位的曲面工件100进行位置补偿；
S4：机头3驱使光学曲面弯曲度检测模组5正对曲面工件100，该光学曲面弯曲度检测模组5检测该曲面工件100的曲面弯曲度，并将该曲面弯曲度数据传送至控制器；该控制器比对该曲面弯曲度数据是否与正确的曲面弯曲度数据匹配，如数据不匹配，进入S5；如数据相匹配，进入S6；
S5：控制器判断曲面工件100中曲面弯曲度不匹配的位置，并根据视觉定位机构4采集的坐标数据计算出该曲面工件100中曲面弯曲度不匹配位置的实际坐标，再由机头3驱使加工磨头模组6面对曲面工件100，并控制该加工磨头模组6沿实际坐标对曲面工件100进行加工处理，完成后再进入S4；
S6：将曲面工件100相对治具2拆卸下来，完成加工工作。
本发明中的曲面工件的加工方法在加工过程中，采用视觉定位机构4对曲面工件100进行拍照以采集坐标数据，并通过光学曲面弯曲度检测模组5检测该曲面工件100的曲面弯曲度，当存在误差时，控制加工磨头模组6面对曲面工件100以对该曲面工件100的曲面进行精确打磨抛光处理，保证完成加工后的曲面工件100的曲面弯曲度不存在误差，使完成加工的曲面玻璃精度极高，质量也极好，令本发明具有极强的市场竞争力。
所述视觉定位机构4为CCD相机模组，其为常规技术产品；所述光学曲面弯曲度检测模组5为激光扫描仪或光谱共焦位移传感器，其为常规技术产品。
所述治具2还能够在水平方向旋转，以便加工磨头模组6可更好对曲面工件100进行多方位，多角度加工。
所述机头3包括有旋转机构31及安装于该旋转机构31上并由该旋转机构31驱动以转动的旋转座32，该旋转座32上设置有三个不同方向的安装面，所述视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5、加工磨头模组6分别安装在一个安装面上。旋转机构31可驱使旋转座32转动，驱使视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5、加工磨头模组6中的任意一中面向曲面工件100。由于所述视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5、加工磨头模组6分别安装在旋转座32的三个不同方向的安装面上，以致使视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5、加工磨头模组6之间工作时各不干扰，使用起来极为方便，且使一个机头同时集成视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5、加工磨头模组6三种不同的功能，其结构紧凑且简单，占用面积小，便于产品朝小型化发展。特别是当机头驱使加工磨头模组6面对曲面工件100，该加工磨头模组6对曲面工件100进行打磨抛光时，可能会产生粉尘，但是由于视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5、加工磨头模组6分别安装在旋转座32的三个不同方向的安装面上，以致粉尘不会飘到视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5，保证视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5的工作质量。
参见图1-5所示，本发明为一种曲面工件的加工设备，其包括机座1、安装于机座1上并可沿Y轴方向移动的治具2、安装于机座1上并可沿X轴及Z轴方向移动的机头3，该机头3位于治具2上方，该机头3上设置有视觉定位机构4、用于检测工件曲面弯曲度的光学曲面弯曲度检测模组5和加工磨头模组6，且该机头3可控制视觉定位机构4或光学曲面弯曲度检测模组5或加工磨头模组6面对所述治具2。本发明曲面工件的加工设备在工作时，采用视觉定位机构4对曲面工件100进行拍照以采集坐标数据，并通过加工磨头模组6对曲面工件100进行打磨抛光处理，完成后，通过光学曲面弯曲度检测模组5检测该曲面工件100的曲面弯曲度，当存在误差时，控制加工磨头模组6面对曲面工件100以对该曲面工件100的曲面进行精确打磨抛光处理，保证完成加工后的曲面工件100的曲面弯曲度不存在误差，使完成加工的曲面玻璃精度极高，质量也极好，令本发明具有极强的市场竞争力。
所述机头3包括有旋转机构31及安装于该旋转机构31上并由该旋转机构31驱动以转动的旋转座32，该旋转座32上设置有三个不同方向的安装面，所述视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5、加工磨头模组6分别安装在一个安装面上。旋转机构31可驱使旋转座32转动，驱使视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5、加工磨头模组6中的任意一中面向曲面工件100。由于所述视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5、加工磨头模组6分别安装在旋转座32的三个不同方向的安装面上，以致使视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5、加工磨头模组6之间工作时各不干扰，使用起来极为方便，且使一个机头同时集成视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5、加工磨头模组6三种不同的功能，其结构紧凑且简单，占用面积小，便于产品朝小型化发展。特别是当机头驱使加工磨头模组6面对曲面工件100，该加工磨头模组6对曲面工件100进行打磨抛光时，可能会产生粉尘，但是由于视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5、加工磨头模组6分别安装在旋转座32的三个不同方向的安装面上，以致粉尘不会飘到视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5，保证视觉定位机构4、光学曲面弯曲度检测模组5的工作质量。
所述加工磨头模组6包括安装于旋转座32上的主轴61、安装于旋转座32内部并驱动该主轴61旋转的电机组件和以可拆卸方式固定于该主轴61端部的加工磨头62。
所述旋转座32呈长方体状，其下端面作为第一安装面321以安装所述加工磨头模组6，该旋转座32上端两个角部成型有两个斜切面，这两个斜切面作为第二安装面322和第三安装面323以分别安装于所述视觉定位机构4和光学曲面弯曲度检测模组5。
所述视觉定位机构4为CCD相机模组，其为常规技术产品；所述光学曲面弯曲度检测模组5为激光扫描仪或光谱共焦位移传感器，其为常规技术产品。
所述治具2上端成型有与曲面工件100造型相适配的槽面201，该槽面201上设置有防滑层，所述曲面工件100安装于槽面201上，并与防滑层贴合，以此保证曲面工件100稳定定位于治具2的槽面201上，当然，还可以在此基础上增加限位块或夹具或其它能够定位曲面工件100的结构对该曲面工件100进行限位，进一步保证曲面工件100稳定定位于治具2的槽面201上。
所述机座1上设置有Y轴直线驱动模组11及由该Y轴直线驱动模组11驱动以在Y轴方向移动的工作台12，该治具2以可调节相对位置方式安装于该工作台12上；所述机座1上设置有X轴直线驱动模组13及安装于X轴直线驱动模组13上的Z轴直线驱动模组14，所述机头3安装于该Z轴直线驱动模组14上。
所述工作台12上设置有若干呈凸字形的限位槽121，以便在该限位槽121安装限位块来对安装于工作台12上的治具2进行限位，并且也方便松开该限位块来调整治具2的相对位置，以满足不同的使用要求。
所述Y轴直线驱动模组11、X轴直线驱动模组13及Z轴直线驱动模组14均采用伺服电机丝杆组件，其工作精度高，保证本发明的加工质量。
所述Y轴直线驱动模组11上还设置有水平旋转驱动模组，所述工作台12安装于该水平旋转驱动模组上，并可由该水平旋转驱动模组驱动以在水平方向旋转。所述水平旋转驱动模组包括安装于Y轴直线驱动模组11上的电机和与该电机适配的齿轮组件，所述工作台12与齿轮组件连动，以致使该电机驱动齿轮组件运转时，该齿轮组件带动工作台12转动。
本发明曲面工件的加工设备在工作时，采用视觉定位机构4对曲面工件100进行拍照以采集坐标数据，并通过加工磨头模组6对曲面工件100进行打磨抛光处理，完成后，通过光学曲面弯曲度检测模组5检测该曲面工件100的曲面弯曲度，当存在误差时，控制加工磨头模组6面对曲面工件100以对该曲面工件100的曲面进行精确打磨抛光处理，保证完成加工后的曲面工件100的曲面弯曲度不存在误差，使完成加工的曲面玻璃精度极高，质量也极好，令本发明具有极强的市场竞争力。
当然，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并非来限制本发明实施范围，凡依本发明申请专利范围所述构造、特征及原理所做的等效变化或修饰，均应包括于本发明申请专利范围内。
Claims (10)
1.一种曲面工件的加工方法，其特征在于：该加工方法包括以下步骤：
S1：在一个机头(3)上设置有视觉定位机构(4)、用于检测工件曲面弯曲度的光学曲面弯曲度检测模组(5)和加工磨头模组(6)；
S2：将待加工的曲面工件(100)放置于治具(2)上，并由该治具(2)对曲面工件(100)进行定位；
S3：机头(3)驱使视觉定位机构(4)正对曲面工件(100)，该视觉定位机构(4)对曲面工件(100)进行拍照以采集坐标数据，并将该坐标数据传送至控制器，随后进入S4或进入S5；
S4：由机头(3)驱使加工磨头模组(6)面对曲面工件(100)，并控制该加工磨头模组(6)按照控制器建模数据对曲面工件(100)进行加工处理，完成后再进入S5；
S5：机头(3)驱使光学曲面弯曲度检测模组(5)正对曲面工件(100)，该光学曲面弯曲度检测模组(5)检测该曲面工件(100)的曲面弯曲度，并将该曲面弯曲度数据传送至控制器；该控制器比对该曲面弯曲度数据是否与正确的曲面弯曲度数据匹配，如数据不匹配，进入S6；如数据相匹配，进入S7；
S6：控制器判断曲面工件(100)中曲面弯曲度不匹配的位置，并根据视觉定位机构(4)采集的坐标数据计算出该曲面工件(100)中曲面弯曲度不匹配位置的实际坐标，再由机头(3)驱使加工磨头模组(6)面对曲面工件(100)，并控制该加工磨头模组(6)沿实际坐标对曲面工件(100)进行加工处理，完成后再进入S5；
S7：将曲面工件(100)相对治具(2)拆卸下来，完成加工工作。
2.根据权利要求1所述的一种曲面工件的加工方法，其特征在于：所述视觉定位机构(4)为CCD相机模组；所述光学曲面弯曲度检测模组(5)为激光扫描仪或光谱共焦位移传感器。
3.根据权利要求1所述的一种曲面工件的加工方法，其特征在于：所述治具(2)能够在Y轴方向移动，该机头(3)能够在X轴及Z轴方向移动。
4.根据权利要求3所述的一种曲面工件的加工方法，其特征在于：所述治具(2)还能够在水平方向旋转。
5.根据权利要求1-4任意一项所述的一种曲面工件的加工方法，其特征在于：所述机头(3)包括有旋转机构(31)及安装于该旋转机构(31)上并由该旋转机构(31)驱动以转动的旋转座(32)，该旋转座(32)上设置有三个不同方向的安装面，所述视觉定位机构(4)、光学曲面弯曲度检测模组(5)、加工磨头模组(6)分别安装在一个安装面上。
6.一种曲面工件的加工设备，其特征在于：其包括机座(1)、安装于机座(1)上并可沿Y轴方向移动的治具(2)、安装于机座(1)上并可沿X轴及Z轴方向移动的机头(3)，该机头(3)位于治具(2)上方，该机头(3)上设置有视觉定位机构(4)、用于检测工件曲面弯曲度的光学曲面弯曲度检测模组(5)和加工磨头模组(6)，且该机头(3)可控制视觉定位机构(4)或光学曲面弯曲度检测模组(5)或加工磨头模组(6)面对所述治具(2)。
7.根据权利要求6所述的一种曲面工件的加工设备，其特征在于：所述机头(3)包括有旋转机构(31)及安装于该旋转机构(31)上并由该旋转机构(31)驱动以转动的旋转座(32)，该旋转座(32)上设置有三个不同方向的安装面，所述视觉定位机构(4)、光学曲面弯曲度检测模组(5)、加工磨头模组(6)分别安装在一个安装面上。
8.根据权利要求6或7所述的一种曲面工件的加工设备，其特征在于：所述视觉定位机构(4)为CCD相机模组；所述光学曲面弯曲度检测模组(5)为激光扫描仪或光谱共焦位移传感器。
9.根据权利要求8所述的一种曲面工件的加工设备，其特征在于：所述机座(1)上设置有Y轴直线驱动模组(11)及由该Y轴直线驱动模组(11)驱动以在Y轴方向移动的工作台(12)，该治具(2)以可调节相对位置方式安装于该工作台(12)上；所述机座(1)上设置有X轴直线驱动模组(13)及安装于X轴直线驱动模组(13)上的Z轴直线驱动模组(14)，所述机头(3)安装于该Z轴直线驱动模组(14)上。
10.根据权利要求9所述的一种曲面工件的加工设备，其特征在于：所述Y轴直线驱动模组(11)上还设置有水平旋转驱动模组，所述工作台(12)安装于该水平旋转驱动模组上，并可由该水平旋转驱动模组驱动以在水平方向旋转。
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