[发明专利]一种复杂曲面零件超差区域加工边界识别方法

权利要求书

1.一种复杂曲面零件超差区域加工边界识别方法，其特征在于，包括步骤：

步骤一、利用光学扫描仪获取复杂曲面零件点云测量数据，并将该数据进行三角网格化处理，获得N^*个三角面片所构成的网格{W|W_t，t＝0，...∈N^*}，各网格中心点集合为{ω|ω_t，t＝0，...∈N^*}；

步骤二、采用最近点搜索算法获得各网格中心点ω_t与复杂曲面零件理论模型S间的最近配准点p_t；

步骤三、在配准后对复杂曲面零件理论模型进行上公差v_p偏置得到偏置模型S_p，并对其三角网格化获得M^*个三角面片所构成的网格{Φ|Φ_i，i＝0，...∈M^*}，各网格中心点集合遍历求交W_t(t＝0，...∈N^*)与Φ_i(i＝0，...∈M^*)，交点集合即为加工边界上的点集

步骤四、进行初始排序，随后以为种子点，遍历计算至的最近距离，并把相应的最近距离点作为下一个种子点，对剩余点集重复该计算过程直至最近距离≥指定阈值，则多个种子点集构建加工边界曲线，并从剩余点集中随机选择新边界的种子点，重复该遍历过程。

2.根据权利要求1所述的复杂曲面零件超差区域加工边界识别方法，其特征在于，所述步骤二中，后续加工时间近似正比于加工区域的面积，则建立关于配准点对(ω_t，p_t)的配准目标函数为加工区域的面积最小，即：

曲面配准的6个自由度为(Δx，Δy，Δz，Δα，Δβ，Δγ)，分别为复杂曲面零件理论模型沿X/Y/Z轴的平移与旋转，A_t为ω_t所对应三角面片的面积，记ω_t至蒙皮曲面模型的距离为h_t；

已知复杂曲面零件的上下公差为(V_d，V_p)，则系数λ_t定义如下式所示：

当λ_t取某极大值(+∞)时，则该点存在非允许负差情况，则认为该零件报废；当λ_t＝0时，则该点位于非加工区域内；当λ_t＝1时，则该点位于加工区域内。

3.根据权利要求2所述的复杂曲面零件超差区域加工边界识别方法，其特征在于，所述步骤三中，遍历求交即遍历计算三角面片W_t(t＝0，...∈N^*)与Φ_i(i＝0，...∈M^*)之间最小距离H_ti，并定义沿复杂曲面外法矢方向为正向距离，反之为负向距离：

若|H_ti|＝0，则认为W_t与Φ_i存在相交，相应的为加工边界上点；若|H_ti|＞0，则认为W_t与Φ_i不相交，但相应的为超差区域上点；

若|H_ti|＜0，则认为W_t与Φ_i不相交，但相应的为非超差区域上点；

通过该步骤，获得位于加工边界上的点集

4.根据权利要求1、2或3所述的复杂曲面零件超差区域加工边界识别方法，其特征在于，所述步骤四中，存在两种类型的初始加工边界：

1)封闭边界，即多个种子点集构建加工边界曲线为封闭曲线；

2)开环交线，即多个种子点集构建加工边界曲线为非封闭曲线。