[發明專利]一種整體葉盤類零件葉片變余量刀位補償方法

有效

• 申請號: 201911325072.2
• 申請日: 2019-12-20
• 公開（公告）號: CN110908333B
• 公開（公告）日: 2020-11-24
• 發明（設計）人: 張宗偉;汪玲;趙旭峰;袁忠偉;羅偉
• 申請（專利權）人: 蘇州千機智能技術有限公司
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404;B23Q23/00
• 代理公司: 蘇州市中南偉業知識產權代理事務所(普通合伙) 32257
• 代理人: 郭磊

1.一種整體葉盤類零件葉片變余量刀位補償方法，其特征在于，所述的方法包括，(1)以若干個位于葉片上不同位置的點及各點的余量值為基礎，得到初始余量控制點，構建初始余量控制點網格；(2)通過對初始余量控制點進行預處理，采用光順過渡的方法，獲得葉片上任意非余量控制點處的余量，所述的步驟(1)具體為，

(1.1)定義位于葉片曲面上的任意一點的位置與該點的余量值的組合為余量控制點，通過在葉片上設置有限個余量控制點，并在這些控制點之間光滑變化余量來實現對葉片上任意點非恒定余量補償；

(1.2)定義葉片的兩個參數方向分別為U、V，參數定義域為u∈[0，1]，v∈[0，1]，定義一個余量控制點表示為Q(u，v，C)，其中u、v表示控制點的位置，C表示控制點的余量；

(1.3)在參數空間內，求解所有余量控制點的凸包得到凸多邊形，定義該凸多邊形為L(P₀，P₁，...，P_n-1)，其中(P₀，P₁，...，P_n-1)表示凸多邊形的n個頂點，在凸多邊形內部以所有余量控制點為頂點劃分三角形，定義該三角形構成的網格區域為A，區域A是矩形參數域的一個子區域，

所述的步驟(2)具體為，

(2.1)對步驟(1)中所得的每個三角片，定義三角形內部任意一點的余量值函數為S＝f(u，v)，S表示一個自由曲面，該曲面的參數域是三角形所在的參數范圍，定義該曲面為變余量曲面；

(2.2)采用以下步驟求解三角形內部每個點的余量值，設任意一點P(u，v)，在參數域內判斷點P的位置：

a.當點恰好位于某個三角形的頂點時，則P點的余量值與該頂點的余量值相同；

b.當點P恰好位于三角形的某條邊上時，設邊的兩個頂點為T₁，T₂，對應的余量值分別為C₁，C₂，定義點P在該邊上的位置參數為其中|T₁P|表示邊長，那么定義P點的余量值C_P通過以下公式計算：

c.當P點位于三角形T(T₁，T₂，T₃)內部時，其中T₁，T₂，T₃分別為三角形的三個頂點，設三個點對應的余量值分別是(C₁，C₂，C₃)，做垂直于坐標軸U的直線使通點(u，0)，假定直線與三角形的邊T₁T₃相交與E點、與邊T₁T₂相交與D點，在邊T₁T₃上，計算E點所在的位置參數為根據步驟(2).b中的公式確定E點余量值C_E；同樣地在邊T₁T₂上，計算D點的位置參數根據步驟(2).b中的公式確定D點的余量值C_D；然后在邊ED上，確定P點的位置參數根據步驟b中的公式確定P點余量值為C_P；

d.當P點位于凸多邊形區域之外時，通過計算點與到凸多邊形每條邊的距離，找到距離P最小的一條邊，設最近邊為T₁T₂，兩個頂點對應的余量值為C₁C₂，計算點P在T₁T₂上最近點P’，當P’與T₁重合時，P’的余量為C₁；當P’與T₂重合時，P’的余量為C₂；當P’位于線段兩個端點之間時，計算P的位置參數然后根據步驟b中公式計算得到P’的余量為C_P，并使P與P’兩點余量相同，即P點余量為C_P＝C_P’。

2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，當葉片的V向是周期時，所述的方法還包括，步驟(3)，當葉片的V向是周期時，在初始有限個余量控制點的基礎上，自動生成位于V＝1直線上的若干個額外控制點，原參數空間上方原樣復制一個參數域及其中的所有控制點。

3.如權利要求2所述的方法，其特征在于，額外控制點的生成步驟包括：

a.找到凸多邊形頂點在U方向上的u最大值點P₁與u最小值點P₂，兩點滿足以下關系：

b.從兩個最值點P₁，P₂處將凸多邊形分割為上下兩部分，分別記為L_up，L_down；

c.將L_down沿V軸的正方向平移距離1，得到L′_down；

d.由L_up與L′_down將得到一個新的非凸多邊形區域；

e.添加額外的控制點，算法步驟如下：

e.1.將上下點序分別記為U(U₁，U₂，...，U_n)，D(D₁，D₂，...，D_m)，其中n，m分別上下點序的點數；

e.2.分別對上下點序U，D按分量u參數由小到大排序，使得滿足U_i.u＜U_i+1.u，D_j.u＜D_j+1.u，其中i，j為索引；

e.3.初始化i＝1，j＝1；

e.4.IF i＞n And j＞m，THEN跳轉e.13，ELSE跳轉e.5；

e.5.IF U_i.u＜D_i.u，THEN跳轉e.6；ELSE跳轉e.8；

e.6.調用LinkAndInsert子過程，連接U_iD_j-1，并插入新點；

e.7.i＝i+1，跳轉e.4；

e.8.IF U_i.u＞D_i.u，THEN跳轉e.9；ELSE跳轉e.11；

e.9.調用LinkAndInsert子過程，連接U_i-1D_j，并插入新點；

e.10.j＝j+1，跳轉e.4；

e.11.基于Delaunay剖分準則剖分四邊形U_i-1U_iD_jD_j-1；

e.12.i＝i+1，j＝j+1，跳轉e.4；

e.13.結束；

f.在步驟e.6、e9中，設待連接的兩個點為L₁L₂，對應的余量值為C₁C₂，計算線段與L₁L₂與直線V＝1的交點為L₀，計算L₀在線段L₁L₂上的位置參數然后根據步驟(2).b中的公式

計算交點的余量值為進而得到新的額外控制點組合初始控制點與額外控制點得到新的控制點，重復步驟(1)和(2)，確定整個參數域內任意一點的余量值。