[发明专利]一种针对筒状曲面的螺旋式扫描测量轨迹规划方法

摘要

一种针对筒状曲面的螺旋式扫描测量轨迹规划方法，属于曲面坐标测量技术领域，用于筒状曲面测量，目的是通过减少测头的非测量移动时间以及引导轨迹C(t)的长度，以提高筒状类零件的测量效率。本发明包括构成偏置曲面S_r步骤、偏置曲面S_r三角化步骤、三角化偏置曲面S_t参数化步骤、规划导向线及间隔线步骤、计算螺旋导向线G(t)和螺旋间隔线E(t)步骤、计算引导轨迹C(t)步骤、生成摆动轨迹参考扫描曲线步骤以及生成摆动扫描轨迹P(t)步骤。本发明测量过程可以通过测头探针针尖的一次往复扫描运动就能够完成，有效地减少了筒状曲面测量过程中测头的非测量移动时间和引导轨迹C(t)的长度，从而显著地提高了筒状曲面的测量效率。

主权项

1.一种针对筒状曲面的螺旋式扫描测量轨迹规划方法，其特征在于，其包括以下步骤：(1)构成偏置曲面Sr步骤：将零件CAD模型中的筒状曲面S向曲面的正法向进行曲面偏置，得到偏置曲面Sr，偏置距离为测量使用的测头探针针尖的半径rt；所述正法向为筒状曲面在曲面上任意一点的两个法向量中指向零件外侧的法向量，所述曲面偏置是指曲面上的任意一点都向其正法向移动距离rt；(2)偏置曲面Sr三角化步骤：将偏置曲面Sr划分为多个三角面片，形成三角化偏置曲面St；(3)三角化偏置曲面St参数化步骤：选择三角化偏置曲面St任意一条母线，将三角化偏置曲面St展开映射到映射平面Sh上，构成矩形映射图形；所述映射平面Sh为任意平面；(4)规划导向线及间隔线步骤：在矩形映射图形上规划测量轨迹的导向线及间隔线，并计算出导向线和间隔线与矩形映射图形中各三角面片的边的交点的位置比，其为交点坐标到其所在边的起点的距离占相应边长的比例；所述导向线为映射平面ST中映射图形上的一组斜线，将矩形映射图形沿母线卷成圆筒状后导向线形成螺旋线；每两条导向线之间规划一条间隔线，间隔线在矩形映射图形沿母线卷成圆筒状后也形成螺旋线；(5)计算螺旋导向线G(t)和螺旋间隔线E(t)步骤：根据矩形映射图形中导向线和间隔线与三角面片边的交点的位置比，计算出各交点在三角化偏置曲面St的三角面片上对应的位置，即为偏置曲面Sr上的螺旋导向线G(t)和螺旋间隔线E(t)的离散点，分别将螺旋导向线G(t)的离散点和螺旋间隔线E(t)的离散点构建成为3次样条插值曲线，即为偏置曲面Sr上的螺旋导向线G(t)和螺旋间隔线E(t)；(6)计算引导轨迹C(t)步骤：确定螺旋导向线G(t)上的测头探针方向，进而结合探针长度L计算测头回转中心点Or的引导轨迹C(t)；(7)生成摆动轨迹参考扫描曲线步骤：根据引导轨迹C(t)生成测头探针针尖中心点摆动轨迹的参考扫描曲线；(8)生成摆动扫描轨迹P(t)步骤：根据引导轨迹C(t)和参考扫描曲线生成测头探针针尖中心点的摆动扫描轨迹P(t)。