[发明专利]一种基于加工参数的薄壁零件机器人加工路径生成方法

权利要求书

1.一种基于加工参数的薄壁零件机器人加工路径生成方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)采集待加工薄壁零件的三维形貌测点数据，并基于所述三维形貌测点数据计算得到待加工薄壁零件的边界曲线，进而将所述边界曲线均匀离散成原始路径点；

(2)基于所述三维形貌测点数据及所述原始路径点分别计算得到每个原始路径点的法矢量及切矢量；

(3)保持所述法矢量的方向不变，在所述法矢量及所述切矢量所构成的平面内调整所述切矢量的方向，以使所述法矢量与调整后的所述切矢量正交；

(4)计算所述法矢量及调整后的所述切矢量的外积以得到当前路径点的外偏置矢量，并基于所述法矢量、所述切矢量及所述外偏置矢量建立路径点的游动坐标系；

(5)基于所述游动坐标系、所述法矢量的转角方向及转角大小对所述法矢量的方向进行光顺，同时调整所述游动坐标系；

(6)保持光顺后的法矢量的方向不变，基于调整后的所述游动坐标系、所述外偏置矢量的转角方向及转角大小对所述外偏置矢量进行光顺；

(7)基于待加工薄壁零件的加工参数及当前的外偏置矢量对当前的路径点进行外偏置，以得到机器人加工路径点，由此得到待加工薄壁零件的机器人加工路径。

2.如权利要求1所述的基于加工参数的薄壁零件机器人加工路径生成方法，其特征在于：步骤(2)中，获取当前路径点p_i在三维形貌测点数据的集合P_O中的N邻域Nb_O(p_i)，该N邻域Nb_O(p_i)内的点通过最小二乘以得到拟合平面Γ_i，该拟合平面Γ_i的法矢量n_i即为当前路径点p_i的法矢量，该法矢量的方向为加工过程中刀具的朝向。

3.如权利要求1所述的基于加工参数的薄壁零件机器人加工路径生成方法，其特征在于：步骤(2)中，获取当前路径点p_i在路径点的集合P_C中的N邻域Nb_C(p_i)，该N邻域Nb_C(p_i)内的点通过最小二乘得到拟合直线L_i，该拟合直线L_i的方向矢量l_i即为当前路径点p_i的切矢量，该切矢量的方向与加工过程中刀具的运动方向一致。

4.如权利要求1所述的基于加工参数的薄壁零件机器人加工路径生成方法，其特征在于：步骤(4)中，当前路径点p_i的法矢量为n_i，正交化后的切矢量为l_i′，外偏置矢量o_i＝n_i×l_i′；该游动坐标系为机器人刀具中心点加工到当前路径点时、工具坐标系的姿态。

5.如权利要求1所述的基于加工参数的薄壁零件机器人加工路径生成方法，其特征在于：步骤(5)中，从前一路径点p_i-1到当前路径点p_i，法矢量变化的夹角为当前路径点p_i到后一路径点p_i+1，法矢量变化的夹角为将前一路径点p_i-1、后一路径点p_i+1的法矢量n_i-1和n_i+1移动到当前路径点p_i的游动坐标系{C_i}下，若n_i-1和n_i+1在当前路径点p_i的外偏置矢量o_i和法矢量n_i构成的平面的同侧，则θ_n-和θ_n+为同号，否则θ_n-和θ_n+为异号。