[發(fā)明專利]一種大型復(fù)雜曲面機(jī)器人自動(dòng)化表面加工自主分片方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910781669.1
• 申請日: 2019-08-23
• 公開（公告）號: CN110488752B
• 公開（公告）日: 2020-08-18
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陶波;王乾杰;趙興煒;龔澤宇
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢數(shù)字化設(shè)計(jì)與制造創(chuàng)新中心有限公司
• 主分類號: G05B19/4065
• 分類號: G05B19/4065
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 許美紅

1.一種大型復(fù)雜曲面機(jī)器人自動(dòng)化表面加工過程中曲面自主分片方法，其特征在于，包括以下步驟:

Step1、根據(jù)表面加工方式構(gòu)建表面加工工藝模型，并設(shè)置對應(yīng)的三角片面分片最大曲率閾值；

Step2、以曲面三角網(wǎng)格模型中的三角面片的法向矢量偏角與質(zhì)心間距計(jì)算相鄰三角面片的曲率，將小于所述最大曲率閾值的三角片面歸入一個(gè)組合面片，完成對曲面的初步分片；

Step3、根據(jù)表面加工工藝模型，設(shè)定區(qū)域最大矢量偏角與曲面分片存貯面積最小占比；

Step4、計(jì)算所述組合面片中和優(yōu)化面片的邊界三角面片鄰接的三角面片與優(yōu)化面片的平均法向矢量n_avg的偏角，將所述偏角小于區(qū)域最大矢量偏角的所述鄰接三角面片連接入優(yōu)化面片，實(shí)現(xiàn)對曲面初步分片結(jié)果進(jìn)行二次分片，二次分片結(jié)束后計(jì)算所有優(yōu)化面片的區(qū)域面積與曲面模型面積比值，剔除所述比值小于曲面分片存貯面積最小占比的優(yōu)化面片，輸出最終曲面分片結(jié)果。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述表面加工方式為表面磨削加工和表面噴涂加工，所述表面加工工藝模型分為表面磨削加工工藝模型和表面噴涂加工工藝模型。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述表面磨削加工工藝模型的曲面分片最大曲率閾值κ_max設(shè)置依據(jù)如下，

其中，δ為打磨區(qū)域最小壓強(qiáng)與最大壓強(qiáng)的比值，d為壓痕深度，L_c為磨削加工接觸寬度。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，所述表面噴涂加工工藝模型的噴涂區(qū)域允許最大曲率閾值α_max設(shè)置依據(jù)如下，

其中，ΔQ_d為噴涂區(qū)域噴涂厚度最大允許偏差，Q_d為平均漆膜厚度，Q_min為最小漆膜厚度。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟Step2的具體過程如下：

Step21、分析曲面三角網(wǎng)格模型拓?fù)湫畔ⅲ涗浰腥敲嫫姆ㄏ蚴噶考百|(zhì)心坐標(biāo)；

Step22、以曲面三角網(wǎng)格模型中任意未分片的三角面片為起點(diǎn)，構(gòu)建組合面片；

Step23、取組合面片的一個(gè)邊界三角面片，并計(jì)算該邊界三角面片與其鄰接的三角面片的法向矢量偏角和質(zhì)心間距，并計(jì)算鄰接三角面片的近似曲率；

Step24、將所述鄰接三角面片的近似曲率與所述最大曲率閾值對比，若所述近似曲率小于所述最大曲率閾值，則將該鄰接三角面片連接進(jìn)入組合面片，并作為新的邊界三角面片；

Step25、重復(fù)Step23～Step24，直至組合面片的邊界三角面片與所有鄰接三角面片的近似曲率均大于所述最大曲率閾值，則該組合面片構(gòu)建完成，完成一個(gè)曲面分片的劃分；

Step26、重復(fù)Step22～Step25，直至曲面三角網(wǎng)格模型中所有三角面片完成組合面片的構(gòu)建，曲面初步分片完成。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述三角片面的近似曲率為相鄰兩個(gè)三角片面的法向矢量偏角與近似曲率圓弧弧長的比值，所述近似曲率圓弧弧長的設(shè)置依據(jù)為，若后續(xù)加工為表面磨削加工，則設(shè)置近似曲率圓弧弧長為相鄰三角面片質(zhì)心間距；若后續(xù)加工為表面噴涂加工，則設(shè)置為1。