[發明專利]一種基于點云數據描述的非圓曲面玻璃飾品的研磨方法

有效

• 申請號: 201811114710.1
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN109333165B
• 公開（公告）日: 2019-11-05
• 發明（設計）人: 李訓根;朱淼;吳周浩
• 申請（專利權）人: 杭州電子科技大學
• 主分類號: B24B1/00
• 分類號: B24B1/00
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種基于點云數據描述的非圓曲面玻璃飾品的研磨方法，其特征在于：包括如下步驟：

步驟一、確定控制工件回轉C軸運動和縱向跟蹤進給Y軸的聯動數據；具體步驟如下：

(1)、已知砂輪外圓的方程為：(x-X)^2+(y-Y’)^2＝R^2，式中：(X，Y’)為砂輪中心O₁的坐標，R為砂輪的半徑；將描述工件輪廓的坐標點數據存儲在數組Array1中，并把第一個坐標點的坐標再次存入數組的末尾，數組長度為k；令i為數組的下標，i＝0,1,2,3,……,k-1，初始位置i＝0；工件中心O坐標為(X，Y)，由此可計算得到每個工件輪廓的坐標點相對應的L_i和θ_i：其中L_i為每個工件輪廓的坐標點到工件中心O的距離，Lmax為所有L_i中的最大值，Lmin為所有L_i中的最小值，θ_i為每個坐標點到工件中心O的連線與前一個坐標點到工件中心連線之間的夾角,θ₀＝0；將數組Array1復制到數組Array2；

⑵、對數組Array2內所有坐標點數據進行旋轉處理：

將數組Array2中所有的坐標點繞工件中心逆時針旋轉，旋轉角度為第i個坐標點對應的θ_i，通過坐標旋轉公式得到一組新的坐標點(x_i’,y_i’)，并將計算結果存放在備份數組Array3中；數組Array2中所有點的旋轉后坐標計算完畢后將數組Array3復制到數組Array2，并轉入步驟(3)；旋轉后的坐標(x_i’,y_i’)計算公式見式(1)、式(2)：

x_i’＝(x_i-X)*cosθ_i-(y_i-Y)*sinθ_i+X (1)；

y_i’＝(x_i-X)*sinθ_i+(y_i-Y)*cosθ_i+Y (2)；

⑶、分別計算在砂輪沿軸運動過程中，砂輪的中心縱坐標Y₁、Y₂、Y₃，其中Y₁＝Y-L_i-R，Y₂＝Y-Lmax-R；Y₁的初始值是根據數組Array1中第i坐標點對應的L_i求得，其值為工件中心縱坐標Y減去L_i，再減去砂輪半徑R；Y₂的初始值是一個確定值，其值為工件中心縱坐標Y減去Lmax，再減去砂輪半徑R；Y₃是Y₁與Y₂和的平均值；

(4)、計算砂輪接近程度的值d：

Y₃＝(Y₁+Y₂)/2，代入后得到圓的方程式(x-X)^2+(y-Y₃)^2＝R^2，判斷工件與砂輪接近程度的值d的表達式如式(3)：

d＝(x-X)^2+(y-Y₃)^2-R^2 (3)；

若存在坐標點使d<0,說明工件輪廓與磨輪外圓相交；若所有點都使得d>0,說明工件輪廓與磨輪外圓相離；當d＝0時，表示工件輪廓與磨輪外圓相切；當|d|近似等于0時，表明工件輪廓與磨輪外圓近似相切；

(5)、將Array2中的所有坐標點(x_i’，y_i’)分別代入式(3)中，并求得d的最小值dmin；

|dmin|>Δ時，Δ是根據誤差要求設定的一個值，滿足該條件時就認定此時對應的那個點為近似切點；Δ設置得越小，產生的誤差就會越小，但相應的計算量越大，根據誤差要求對Δ值進行調整；如dmin<0時，令Y₁＝Y₃，并轉入步驟(4)；如dmin>0時，令Y₂＝Y₃，并轉入步驟(4)；

|dmin|<＝Δ時，此時的砂輪中心縱坐標Y₃賦值給Y_i’，這就是要求的結果，并跳到步驟(6)；

(6)、根據步驟⑸的計算結果而得到的縱坐標Y_i’，計算出此時工件中心O到砂輪中心的距離D_i，即D_i＝Y-Y_i’；根據求得的D_i與工件繞其中心旋轉的角度θ_i，從而確定控制工件回轉C軸運動和縱向跟蹤進給Y軸的聯動數據；

當i＝k-1時，說明此時所有的磨削點已經確定，并轉入步驟(7)；否則轉入步驟⑵，對下一個坐標點數據進行旋轉處理；

(7)、結束，得到所有的磨削點；

步驟二、根據步驟一得出的控制工件回轉C軸運動和縱向跟蹤進給Y軸的聯動數據，磨削任意待加工非圓曲面玻璃飾品的外型輪廓。