[发明专利]三维模型的自适应补偿方法及系统

说明书

本发明提供一种三维模型的自适应补偿方法及系统，涉及机械加工技术领域，包括：步骤S1：建立理论模型，将理论模型离散成理论STL模型；步骤S2：提取理论模型的型面曲面，计算理论STL模型中每个点到理论型面的法向距离；步骤S3：扫描实际工件，获得工件实际型面和定位点；步骤S4：将理论STL模型中每个点补偿到实际型面上；步骤S5：计算补偿后每个点在实际型面上的法向；步骤S6：将补偿后的每个点按法向偏置一定距离得到实际点，该距离等于步骤S2计算的距离；步骤7：组合实际点，生成实际STL模型。本发明能够直观反映出实际工件的形变，并解决蒙皮加工仿真时无法对真实形变加工预校验的问题。

技术领域

本发明涉及机械加工技术领域，具体地，涉及一种三维模型的自适应补偿方法及系统。

背景技术

由于大型薄壁蒙皮在装夹过程中极易变形，且变形量非常大,在加工之前需要对加工过程进行仿真，而传统仿真只能针对理论蒙皮模型，无法反应真实变形情况下的仿真情况，也无法模拟真实变形情况以及对加工过程进行预校验。

在公告号为CN110480075B的专利文献中公开了一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统及方法及介质，包括以下模块：扫描控制模块：对实际曲面形状进行扫描，获取实际曲面形状的点云数据集合；获取实际曲面上预设定位孔对应的实际定位点坐标；理论模型处理模块：在理论曲面模型上获取理论定位点坐标；在理论曲面模型上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；映射补偿模块：根据实际曲面形状的点云数据集合、理论曲面的离散点云数据集合，通过测地线等距原理构建理论曲面和实际曲面的映射关系；根据理论曲面和实际曲面的映射关系，对理论刀路进行补偿计算得到实际加工刀路。但这种方法只能补偿刀路，无法生成仿真所需要的实际模型。

因此，需要提出一种新的技术方案以改善上述技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种三维模型的自适应补偿方法及系统。

根据本发明提供的一种三维模型的自适应补偿方法及系统，所述方案如下：

第一方面，提供了一种三维模型的自适应补偿方法，所述方法包括：

步骤S1：使用CAD软件创建理论模型，将理论模型离散成理论STL模型；

步骤S2：提取理论模型的型面曲面，计算理论STL模型中每个点到理论型面的法向距离；

步骤S3：扫描实际工件，获得工件实际型面和定位点；

步骤S4：将理论STL模型中每个点补偿到实际型面上；

步骤S5：计算补偿后每个点在实际型面上的法向；

步骤S6：将补偿后的每个点按法向偏置一定距离得到实际点，该距离等于步骤S2计算的距离；

步骤S7：组合实际点，生成实际STL模型。

优选地，所述步骤S1具体包括：

理论模型由若干个参数曲面组合而成，对于每个参数曲面，设其从参数域到空间域的映射函数为f(u,v)，则参数域定义域内一点P(up,vp)通过映射函数变换得到曲面上的三维点P(xp,yp,zp)＝f(up,vp)；

针对每个参数曲面，在f(u,v)域内，取得一组点集，通过Delaunay算法划分为平面三角网格，再通过映射函数变换得到三维三角网格，组合一组三角网格生成理论STL模型。

优选地，所述步骤S2包括：生成STL模型后，一级一级循环遍历该STL模型里的facet、loop，拿到所有vertex；

其中，型面指的蒙皮零件的加工面或背板面，也是参数曲面，用CAD软件中的功能提出来。