[发明专利]一种具有强鲁棒性的整体刀具容屑槽形状预测方法

权利要求书

1.一种具有强鲁棒性的整体刀具容屑槽形状预测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获得容屑槽刃磨过程中砂轮外轮廓面与Z_T＝0坐标平面交点坐标p_i＝(x_i,y_i)；

步骤2：根据步骤1中交点坐标p_i＝(x_i,y_i)得到每个交点p_i与坐标原点O_T的距离组成n×3阶矩阵P＝[X,Y,D]，其中，O_T为刀具固连坐标系O_T-X_TY_TZ_T中的坐标原点，p_i值由步骤1得到，下标i代表点的序号，i值为从1到n的自然数，n为交点总个数，X、Y和D分别为x₁,x₂…x_n、y₁,y₂…yn和d₁,d₂…dn构成的n×1阶矩阵；

步骤3：根据步骤2中刀具固连坐标系O_T-X_TY_TZ_T得到X_T轴绕Z_T正方向顺时针旋转至每个交点p_i所旋转的角度α_i，生成矩阵PP＝[X,Y,D,α],其中α为α₁,α₂…α_n构成的n×1阶矩阵，α_i∈[0,360]；

步骤4：根据步骤2得到的每个交点p_i与坐标原点O_T的距离d_i，将交点p_i划分到n′个圆环内，生成局部矩阵PP_j＝[X^j,Y^j,D^j,α^j]，其中j表示圆环的编号，为从1到n′的自然数，D^j中的元素在[d_j,d_j+1]范围内，d_j和d_j+1分别为组成第j个圆环的大、小半径，d_j＝d_c-(j-1)*Δd，d_c为刀具半径，Δd＝(d_c-d_r)/n，d_r为矩阵D中元素的最小值；

步骤5：识别步骤4中n′个圆环中每个圆环内代表容屑槽端截面轮廓的点；

步骤6：重复步骤4和步骤5，直到n′个圆环都识别完毕，获得描述整体刀具容屑槽端截面形状的点集，该点集共包含2*n′个点，各点以前刀面刀尖点为起点顺序排列。

2.根据权利要求1所述的一种具有强鲁棒性的整体刀具容屑槽形状预测方法，其特征在于，所述步骤5中识别n′个圆环中每个圆环内代表容屑槽端截面轮廓的点，其具体过程为：判断坐标轴X_T正方向是否穿过圆环内的点集；

(1)若矩阵PP_j中α^j列同时存在小于2和大于358的元素，则坐标轴X_T正方向穿过该圆环内的点集，该圆环内代表容屑槽端截面轮廓的点的识别过程为：

1.1按照第α^j列中的元素对矩阵PP_j进行升序排列，生成矩阵PPP_j＝[X^j′,Y^j′,D^j′,α^j′]；

1.2根据步骤1.1的矩阵PPP_j＝[X^j′,Y^j′,D^j′,α^j′]得到第α^j′列相邻两行元素差Δα^j′_k＝|Δα^j′_k+1－Δα^j′_k|，生成矩阵Δα^j′＝[Δα^j′₁,Δα^j′₂,…Δα^j′_m-1],其中下标k值为从1到m-1的自然数，m为第j个圆环内点的个数；

1.3选取步骤1.2中矩阵Δα^j′中最大值，该最大值在矩阵Δα^j′中的行号记为k_max，则第j个圆环中，矩阵PPP_j第k_max行前两列即为整体刀具容屑槽端截面线后半部分组成点的坐标值，矩阵PPP_j第k_max+1行前两列即为整体刀具容屑槽端截面线前半部分组成点的坐标值；

(2)若矩阵PP_j中α^j列不同时存在小于1和大于359的元素，说明坐标轴X_T正方向不穿过该圆环内的点集，该圆环内代表容屑槽端截面轮廓的点的识别过程为：

2.1求解矩阵PP_j中第α^j列最大元素对应行号，该行对应的PP_j中前两列即为整体刀具容屑槽端截面线后半部分组成点坐标值；

2.2求解矩阵PP_j中第α^j列最小元素对应行号，该行对应的PP_j中前两列即为整体刀具容屑槽端截面线前半部分组成点坐标值。