[發明專利]一種沿中心軸線進給的三維類擺線拋光軌跡生成方法

有效

• 申請號: 201710081394.1
• 申請日: 2017-02-15
• 公開（公告）號: CN106707969B
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 王清輝;鄭宇星;許晨旸;廖昭洋
• 申請（專利權）人: 華南理工大學
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 廣州粵高專利商標代理有限公司 44102
• 代理人: 何淑珍

1.一種沿中心軸線進給的三維類擺線拋光軌跡生成方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)提取拋光工件的三維網格曲面信息，通過幾何處理的方法將三維網格曲面映射變換到平面參數區域，計算并保存各網格元素在該映射變換下的拉伸變形關系；

(2)在步驟(1)所建立的平面參數區域內生成該區域的中心軸線；

(3)以步驟(2)所建立的中心軸線為引導線，根據軸線位置所對應的三維網格曲面的局部幾何特征以及步驟(1)所建立的拉伸變形關系，自適應調節沿中心軸線進給的擺線軌跡的步距值，使得拋光軌跡的步距在三維曲面上分布均勻；

(4)根據步驟(3)所計算的自適應的擺線軌跡步距，以及步驟(1)所建立的平面參數區域的邊界輪廓約束，依次生成半徑與步距可變的平面擺線軌跡，以填充整個平面參數區域；

(5)將步驟(4)所生成的平面擺線軌跡逆映射回三維網格曲面，獲得三維類擺線拋光軌跡。

2.根據權利要求1所述的一種沿中心軸線進給的三維類擺線拋光軌跡生成方法，其特征在于，步驟(1)中所述的幾何處理方法具體包括：將所要加工的三維網格曲面映射變換為平面參數區域內的參數網格，并建立空間網格與平面參數網格之間的一一映射關系。

3.根據權利要求1所述的一種沿中心軸線進給的三維類擺線拋光軌跡生成方法，其特征在于：步驟(1)中的所述拉伸變形關系是指三維網格曲面映射變換到平面參數區域時，每個空間網格單元和對應的平面網格單元之間的面積縮放比例。

4.根據權利要求1所述的一種沿中心軸線進給的三維類擺線拋光軌跡生成方法，其特征在于：步驟(2)中所述的中心軸線是指由輪廓邊界構成的平面封閉區域內所有最大內切圓圓心的集合。

5.根據權利要求1所述的一種沿中心軸線進給的三維類擺線拋光軌跡生成方法，其特征在于：步驟(2)中生成中心軸線的方法包括Voronoi圖算法。

6.根據權利要求1所述的一種沿中心軸線進給的三維類擺線拋光軌跡生成方法，其特征在于：步驟(3)中所述的擺線軌跡的步距值是指兩擺線周期中心的距離。

7.根據權利要求1所述的一種沿中心軸線進給的三維類擺線拋光軌跡生成方法，其特征在于：

步驟(4)中所述的平面擺線軌跡的擺線是指長幅旋輪線，即一個動圓沿著一條定直線作無滑動的滾動時，動圓外一定點的軌跡；動圓滾動一周，為一個擺線周期，滾動前后動圓圓心的距離為步距，動圓外定點到圓心距離為擺線的半徑；所述平面擺線軌跡每個周期的半徑隨拋光加工區域寬度的變化而變化，為該加工區域的最大內切圓的半徑；所述平面擺線軌跡每個周期的步距是可變的，能通過調節步距來控制拋光精度。

8.根據權利要求1所述的一種沿中心軸線進給的三維類擺線拋光軌跡生成方法，其特征在于：步驟(4)中所述依次生成半徑與步距可變的平面擺線軌跡的步驟具體包括：

(41)選取一個中心軸線點集上的第一個點為一個擺線周期的中心，根據該點的三維步距值和拉伸變形關系，計算該點的平面擺線步距值，以該步距值確定該擺線周期的范圍和下一個擺線周期的中心，然后生成一個周期的平面擺線軌跡；

(42)根據下一個擺線周期的中心，重復步驟(41)中的計算步距和生成一個周期平面擺線軌跡的過程，直至遍歷完該中心軸線的點集，生成整條中心軸線的平面擺線軌跡；

(43)重復步驟(42)，直至遍歷完所有的中心軸線，獲得該平面參數區域內完整的平面擺線軌跡。