[发明专利]一种数控弯管加工仿真方法及装置

权利要求书

1.一种数控弯管加工仿真方法，其特征在于，包括：

建立数控弯管机的几何模型；

根据所述几何模型，建立所述数控弯管机的机构模型，所述机构模型为包括所述数控弯管机的运动特征信息的数学方程；

建立包括所述数控弯管机的性能参数信息的配置模型；

根据所述机构模型及配置模型，建立包括所述数控弯管机的位置和姿态的机构运动学模型；

对所述机构运动学模型求解，确定所述数控弯管机在加工过程中的位置和姿态；

根据所述数控弯管机在加工过程中的位置和姿态及待加工弯管的数据控制信息，仿真所述数控弯管加工过程。

2.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述建立所述数控弯管机的机构模型，具体为：

根据所述几何模型及所述数控弯管机的运动规律，建立包括所述数控弯管机的运动特征的物理模型；

根据所述物理模型，建立与所述物理模型对应的数学方程。

3.如权利要求2所述方法，其特征在于，所述建立所述数控弯管机的物理模型，具体为：

根据所述数控弯管机的运动规律及所述几何模型，确定所述数控弯管机的机架和构件，其中，所述机架为所述数控弯管机的一个不动部件，所述构件为所述数控弯管机的运动部件；

根据所述数控弯管机加工过程中的机架和构件之间及不同构件之间的运动约束关系，确定所述数控弯管机的运动副，所述运动副包括：固定副、移动副及旋转副。

4.如权利要求3所述方法，其特征在于，所述建立与所述物理模型对应的数学方程，具体为：

根据所述数控弯管机的运动副，调用相应的运动副的数学模型，建立运动副约束方程；

根据机架与世界坐标系的连接关系，建立机架的约束方程：q-q'＝0，其中，q为机架在任意时刻的坐标，q'为机架在初始时刻的坐标，所述机架的坐标表示为(x,y,z,λ₀,λ₁,λ₂,λ₃)^T，其中x、y、z表示机架在世界坐标系中的三维坐标，λ₀、λ₁、λ₂及λ₃为机架的欧拉四元数，且λ₀²+λ₁²+λ₂²+λ₃²-1＝0，T为矩阵转置符号；

建立各个构件的欧拉四元数几何约束方程：λ_i0²+λ_i1²+λ_i2²+λ_i3²-1＝0，其中，i表示所述数控弯管机的任意一个构件，λ_i0、λ_i1、λ_i2及λ_i3为第i个构件的欧拉四元数；

根据所述运动副约束方程、机架的约束方程及各个构件的欧拉四元数几何约束方程，确定所述数控弯管机的机构对象约束方程。

5.如权利要求1所述方法，其特征在于，所述建立包括所述数控弯管机的位置和姿态的机构运动学模型，具体为：

建立所述数控弯管机的驱动约束方程；

根据所述机构模型、配置模型及所述驱动约束方程建立机构运动学模型。