[发明专利]一种数控三维弯板机测量调形系统及方法

权利要求书

1.一种数控三维弯板机测量调形系统的调形方法，其特征在于，包括主动光投射器组(1)、图像采集装置(2)、测量支架(3)、电动滑轨(4)、曲板(5)、连接板(7)、控制板、工业计算机和高速通信单元；

所述主动光投射器组(1)安装在所述测量支架(3)上端；

所述图像采集装置(2)通过所述连接板(7)安装在所述测量支架(3)的两个柱子上，用来采集所述曲板(5)的图像，并通过所述高速通信单元，将图像传输给所述工业计算机；

所述测量支架(3)安装在电动滑轨(4)上，当需要调形测量时，将所述测量支架(3)移动到调形测量工位；

所述控制板上集成了所述主动光投射器组(1)、所述图像采集装置(2)和所述电动滑轨(4)驱动连接的驱动电路，保证所述主动光投射器组(1)、所述图像采集装置(2)和所述电动滑轨(4)响应所述控制板发出的控制信号，完成数据采集过程中的逻辑控制算法运算和信号输送；

所述工业计算机将获取的数据进行数据处理，获得曲板表面的三维测量点云数据；

还包括基于调形系统的调形方法，包括如下步骤：

步骤一：理论模型导入

从数控三维弯板机的调形加工文件中解析出待加工曲板的理论点云数据；

步骤二：测量点云获取

通过图像采集装置(2)采集带有主动光光条(8)的曲板图像，计算每一条主动光光条(8)的三维坐标，作为待测曲板面上点的三维坐标值，即得到了待测曲板的测量点云数据；

步骤三：测量点云重采样

基于区域划分，采用均匀采样法或者曲率采样法对测量点云进行重采样，获得测量点云重采样数据；

步骤四：数模配准

使用一种基于全局不变特征的成形曲板测量点云与理论点云的自动粗配准算法，对测量点云和理论点云进行粗配准，使用迭代最近点算法ICP来实现曲板数模的精配准；

步骤五：NUBRS曲面重建

基于NURBS曲线曲面，对测量点云和理论点云进行曲面的三维重建，NURBS曲面的重建公式如下：

其中，u，v：节点矢量；

i＝0,1,2,3，…,m,j＝0,1,2,3，…,n；

P_ij：表示矩形域上的特征网格的控制点；

W_i，j相应控制点的权因子；

N_i，p(u),N_i，q(v)：分别表示u方向p次、v方向q次的B样条基函数；

S(u，v)表示在u方向p次、v方向q次的NURBS曲面的有理分式；

步骤六：回弹量计算和调形

对测量点云和理论点云进行NURBS曲面拟合过后，计算数控三维弯板机下模(6)中数控三维弯板机调形压头中心处曲板的成形偏差，作为曲板成形的回弹量；基于上一次的数控三维弯板机的调形文件，完成三维弯板机的再次调形。

2.根据权利要求1所述的数控三维弯板机测量调形系统的调形方法，其特征在于，所述测量支架(3)为门字形结构。

3.根据权利要求1所述的数控三维弯板机测量调形系统的调形方法，其特征在于，还包括数控三维弯板机下模(6)；所述数控三维弯板机下模(6)包括数个数控三维弯板机调形压头，所述数控三维弯板机调形压头均可上下移动，从而将数控三维弯板机下模(6)调形成待压曲板的理论形状。

4.根据权利要求3所述的数控三维弯板机测量调形系统的调形方法，其特征在于，所述数控三维弯板机调形压头上表面均为125mm×125mm的正方形，所述数控三维弯板机下模(6)包括22排、22列的数控三维弯板机调形压头。

5.根据权利要求1所述的数控三维弯板机测量调形系统的调形方法，其特征在于，所述主动光投射器组(1)发出数条主动光光条(8)，所述主动光光条(8)辐照在相应列数控三维弯板机调形压头的中心。