自适应加工数控技术分类与应用

　　3 零件不精确定位装夹状况下的适应性数控技术 

　　若没有专用的工装夹具，要实现零件的精确调整、装夹定位通常要花几个小时，并且由于每个人的操作习惯不同，同批次的零件质量也不易保证。尤其是体积巨大、重达数吨的工件，位置的微调也极为困难，或者是柔性很大的蒙皮类零件，基本上没有基准，要实现传统意义上的精确的找正与装夹几乎不可能。因此，若能够适应零件的不精确装夹，完成精确加工，此种工作方式也是一种自适应加工。零件重量超过10t，并且其长度超出了工作台，零件放上工作台后无法移动，且位置是随机的。由于零件超出机床的行程范围，利用机床本身已经无法测量其位置，所以首先用激光跟踪仪建立机床的加工坐标系，在机床坐标系下测量工件上的几个特征点，输入到设计数模中，然后将设计数模进行位置的移动与偏转，与测量的特征点拟合，然后在工作坐标系下建立编程坐标系，所有的加工程序要在新的加工坐标系中重新生成才能使用。零件一端加工完成后，重新掉转零件，将另一端安放在机床工作台上，按上述方法重新编制加工程序。

　　此类适应性加工通常是通过如下步骤完成的：零件在机床工作台上大致定位安装后，首先利用机床的在线检测功能，用事先编好的程序对工件的某些特征进行现场位置检测，从工件上采集一系列点，这些点可以被一系列最佳配合过程用于确定工件的精确位置，然后利用专用软件或数控系统的某些功能，计算得出工件的实际位置与机床坐标系的关系，然后重新偏转数控程序或偏置加工坐标系，再调用数控程序进行加工。

　　DELCAM的POWER INSPECT功能是快速装夹的代表。它利用事先编好的程序对工件进行现场位置检测，然后利用NC PARTLOCATOR能快速重新偏转数控程序，用于加工。西门子等数控系统也具有加工坐标系偏转的各种指令，通过偏转加工坐标系而不是偏置零件的方式，使数控程序的编程坐标系与工件实际位置对应，也能实现零件不精确定位状态下的精确加工。

　　快速不精确装夹的适应性加工技术在工作实践中是十分有用的技术，它取消了传统加工中的使工件基准与机床的坐标系重合的找正环节，在某些特殊的情况下能节省复杂的工装，缩短加工周期，并且也是未来实现数字化装夹、快速装夹、智能装夹的必备技术。

　　自适应加工技术的应用展望

　　自适应数控技术 的发展已有40多年的历史，在理论和实践上都得到了很大发展，特别是随着逆向工程软硬件技术、传感器技术及超大规模集成电路的发展，为自适应技术创造了有利的条件，自适应控制技术不但在飞机导弹飞行控制等方面得到广泛应用，而且在数控加工领域得到发展，取得了一定的效果，解决零件按事先确定的程序加工与加工过程中工况变化不适应的矛盾。数控设备具备自适应加工能力将极大提高数控设备的加工效率，并且能够对数控设备起到极好的保护作用。基于逆向工程原理的自适应加工技术及不精确定位装夹加工技术，在整体叶盘修复、大型工件等某些特定领域发挥了巨大的作用。可以预见的是，在未来的自动化加工、无人工厂及某些特殊加工等领域，自适应数控加工技术将有巨大的发展空间。