一种无干涉五轴扫描轨迹生成方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种无干涉五轴扫描轨迹生成方法及系统，涉及五轴扫描测量轨迹生成技术领域，该方法包括：步骤S1：将待扫描测量的三维自由曲面通过中轴线提取算法，提取其表面中轴线作为引导线；步骤S2：根据步骤S1中引导线上不同点的可行区域，计算确定测座可行区域的最优像素位置，进而对可行区域的最优位置进行拟合，确定最优控制点数量，获得平滑光顺且无干涉的测座扫描轨迹。本发明专利技术能够通过分析引导线上前一点的可行区域边缘位置的干涉情况，快速获得下一点的可行区域，极大的降低干涉检查的计算量；且能够确保轨迹无干涉情况下尽可能的光顺。

【技术实现步骤摘要】
一种无干涉五轴扫描轨迹生成方法及系统
本专利技术涉及五轴扫描测量轨迹生成
，具体地，涉及一种无干涉五轴扫描轨迹生成方法及系统。
技术介绍
复杂曲面零件被广泛应用于航空航天领域，无论是其质量检测或是逆向工程，均需要测量零件表面的高精度稠密点云。三坐标测量机由于其精度高、测量范围大、通用性强被广泛应用于工业生产环节中。传统三坐标测量模式主要包括逐点测量与三轴线扫描测量。逐点式测量由于其重复的“起-停”动作，在测量点数较多时测量效率极低。而三轴线扫描测量时扫描过程完全由三坐标机器的运动来实现，由于三坐标台架质量大，当扫描速度较大时会产生较大的惯性力，导致刚度不高的轴承造成变形，由此引起扫描测量误差，该误差通常被称为动态误差。在三轴扫描测量过程中，三坐标机器的速度通常不能超过25mm/s，否则将引起较大的动态误差。因此传统三坐标测量模式在复杂曲面测量中效率较低。五轴扫描测量是在三坐标测量机上安装一个带有两个旋转轴的测座，其通过无刷电机驱动旋转轴旋转，实现测针角度的连续无级变换。为了在保证测量效率的前提下尽可能减少三坐标测量机的动态本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种无干涉五轴扫描轨迹生成方法，其特征在于，包括：/n步骤S1：将待扫描测量的三维自由曲面通过中轴线提取算法，提取其表面中轴线作为引导线；/n步骤S2：根据步骤S1中引导线上不同点的可行区域，计算确定测座可行区域的最优像素位置，进而对可行区域的最优位置进行拟合，确定最优控制点数量，获得平滑光顺且无干涉的测座扫描轨迹。/n

【技术特征摘要】
1.一种无干涉五轴扫描轨迹生成方法，其特征在于，包括：
步骤S1：将待扫描测量的三维自由曲面通过中轴线提取算法，提取其表面中轴线作为引导线；
步骤S2：根据步骤S1中引导线上不同点的可行区域，计算确定测座可行区域的最优像素位置，进而对可行区域的最优位置进行拟合，确定最优控制点数量，获得平滑光顺且无干涉的测座扫描轨迹。


2.根据权利要求1所述的无干涉五轴扫描轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤S1中的中轴线提取算法能够通过包括火烧草算法在内的多种算法来实现。


3.根据权利要求1所述的无干涉五轴扫描轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤S1中还包括：当测针尖端位于引导线上某点Gi时，在测针处于空间不同位姿时，测座在空间中分布是以点Gi为球心、测针长度L为半径的半球面上，通过在Gi处建立局部极坐标系，测座在空间中的位置能够由角度参数ω和φ决定，通过等参数离散化将其转化为以ω和φ为直角坐标系的矩形图像；
矩形图像的每一个像素都对应了一个离散的测针方向和测座位置，检验当测座在该位置时，测针若能无干涉地测量曲面上所有理论可测位置，该像素则为测座可行区域，其像素置为白色，否则为黑色；最终对于一个引导线上的点Gi，其测座可行区域能够用一张二值化的黑白图片予以表示；
根据Gi点的可行区域，利用增量式计算方法对可行区域边界进行迭代检查即可在检查最少像素的情况下获得引导线上下一点Gi+1的可行区域图。


4.根据权利要求3所述的无干涉五轴扫描轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤S1中的测座在空间中的位置，测针必定位于Gi处切平面之上；
同时测针处于测座运动方向的后方，且测针与Gi处切平面的夹角越小就越不易引起测针颤振，


5.根据权利要求3所述的无干涉五轴扫描轨迹生成方法，其特征在于，所述步骤S1中的测座可行区域检测，当测座固定时，测针尖端的工作空间以测座旋转轴交点为球心，测针长度为半径的球面，该球面与自由曲面相交为自由曲线，即为测针在该测座位置的理论可测位置，若能无干涉的到达所有理论可测位置，该位置即为测座的可行区域。


6....

【专利技术属性】
技术研发人员：张杨，沈毅君，张亚奇，朱利民，张超奇，黄诺帝，
申请(专利权)人：上海交通大学，
类型：发明
国别省市：上海;31