[发明专利]中心线重构对空间弯管内表面抛光轨迹生成方法

说明书

本发明属于磁性研磨技术领域，尤其是涉及一种中心线重构对空间弯管内表面抛光轨迹生成方法，其特征在于按如下步骤进行：步骤一：获得空间弯管的外轮廓点云；步骤二：通过曲线拟合获得三条轮廓线；步骤三：利用拟合的外部轮廓线通过截面相交的方法生成；步骤四：将生成的弯管中心线和由测量产生的外部轮廓线进行点的离散化；步骤五：建立空间直角坐标系O₀X₀Y₀Z₀，将其定为机器人工具坐标系；步骤六：通过将工件坐标系OXYZ平移、旋转转化到工具坐标系；步骤七：通过齐次坐标变换矩阵对坐标系的转换，可以获得此加工时刻的加工路径中的位姿坐标；步骤八：获得最终的机械抛光轨迹。本发明可以对复杂的空间弯管准确的确定加工轨迹，提高工作效率。

技术领域

本发明属于磁性研磨技术领域，尤其是涉及一种中心线重构对空间弯管内表面抛光轨迹生成方法。

背景技术

在航空航天、汽车和其他机械领域，对发动机体积要求越发严格，为减少不必要的空间浪费，采用空间占用率较小的空间弯管进行油气的输导。但由于现代工艺水平等因素影响，会使弯管内表面产生裂纹和凹坑等表面缺陷，在弯曲处尤为严重，致使弯管内部通过流动气体或液体时产生湍流、引起振动，继而影响发动机的平稳运行，降低使用寿命。

但空间弯管的加工轨迹的获取较为困难，因此对加工轨迹的规划尤为重要，在一般加工过程中，通常使用手动标定点的方法来对弯管的中心线确定，由于该方法为手动操作，因此存在操作繁琐，定点易受干扰，可能产生较大误差，影响加工效果，降低加工效率。公开号为CN103862330A的专利“基于机器视觉的弯管磁研磨自动导航方法”虽然提出了一种针对空间弯管研磨轨迹的确定方法，但是依然在解决实际加工时存在诸多弊端，无法彻底解决误差大、研磨效率低的问题，尤其是针对复杂的空间弯管，研磨效果不甚理想。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种中心线重构对空间弯管内表面抛光轨迹生成方法，可以对复杂的空间弯管准确的确定加工轨迹，提高工作效率。

本发明的目的是通过下述技术方案来实现的：

本发明的中心线重构对空间弯管内表面抛光轨迹生成方法，其特征在于按如下步骤进行：

步骤一：获得空间弯管的外轮廓点云；对空间弯管外轮廓通过三坐标测量仪进行扫描，获得空间弯管三条外轮廓线的点云；

步骤二：对点云进行数据化处理，通过曲线拟合获得三条轮廓线；

步骤三：弯管中心线的生成是利用拟合的外部轮廓线通过截面相交的方法生成；

步骤四：将生成的弯管中心线和由测量产生的外部轮廓线进行点的离散化，且两者点化数目相等；

步骤五：选择中心线上任意一点O₀与相邻一点及轮廓线上对应一点生成两条共点相互垂直的向量，根据这两条向量由右手法则可建立空间直角坐标系O₀X₀Y₀Z₀，将其定为机器人工具坐标系；

步骤六：通过将工件坐标系OXYZ平移、旋转转化到工具坐标系；

步骤七：通过齐次坐标变换矩阵对坐标系的转换，可以获得此加工时刻的加工路径中的位姿坐标；

步骤八：将一系列的加工路径中的位姿坐标串联起来就可获得最终的机械抛光轨迹。

所述的步骤二具体是指：

步骤二对点云进行数据化处理为了保持待求参数准确性，则对数据中无限个节点处型值进行平滑处理，平滑后的型值由原型值线性迭加而成，相关公式(1)如下所示：