[发明专利]三维曲面工件的定位方法、装置及系统

权利要求书

1.一种三维曲面工件的定位方法，其特征在于，所述方法包括：

接收输入的三维曲面工件的理论模型并在其上设置多个关键特征点；

以任一关键特征点为中心，在所述关键特征点的局部邻域内截取面片特征；

在所述面片特征上生成网格点阵；

获取测量传感器在机床坐标系下的空间坐标；

通过所述测量传感器测量所述关键特征点，确定所述关键特征点在所述机床坐标系下的坐标，作为测量值；

根据所述测量值在网格点阵中进行最近点迭代计算；

根据选取的目标网格点与测量值，确定相应的旋转矩阵及平移矩阵，以获取待加工点位坐标与加工点位的机床坐标之间的关系；

所述获取测量传感器在机床坐标系下的空间坐标的步骤包括：

保持标定件在机床坐标系下固定不动，控制测量传感器沿着X、Y、Z三个方向移动，测量移动不同距离时的点的位置；

调整所述标定件的位置，并执行随后的测量传感器的所述移动和测量；

调整所述标定件的位置三次，并且根据所有测量结果计算出所述测量传感器在机床坐标系下的空间坐标。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

选定一组测量值，通过最近点迭代使所述关键特征点与选定的所述测量点之间实现最佳匹配，从而得到初始旋转矩阵和初始平移矩阵。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设定所述关键特征点与所述测量值的误差，在所述测量点与所述关键特征点之间不满足预设误差时，基于最近点迭代对迭代后的测量值继续进行测量和所述迭代后的测量值在网格点阵中的最近点迭代计算，直至满足误差为止。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

使用加工点位的机床坐标，沿所述加工点位的法线方向进行测量，确定其法线方向上的实际误差值；

通过所述法线方向上的实际误差值对所述加工点位的机床坐标进行坐标矫正。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

使用得到的补偿坐标沿加工点位的加工方向进行测量，确定加工方向的误差值；

基于所述误差值对加工点位的机床坐标进一步进行矫正。

6.一种三维曲面工件的定位装置，其特征在于，所述装置包括：

网格点阵生成模块，用于接收输入的三维曲面工件的理论模型并在其上设置多个关键特征点；以任一关键特征点为中心，在所述关键特征点的局部邻域内截取面片特征；在所述面片特征上生成网格点阵；

传感器坐标获取模块，用于获取测量传感器在机床坐标系下的空间坐标；

测量值确定模块，用于通过所述测量传感器测量所述关键特征点，确定所述关键特征点在所述机床坐标系下的坐标，作为测量值；

迭代计算模块，用于根据所述测量值在网格点阵中进行最近点迭代计算；

矩阵确定模块，用于根据选取的目标网格点与测量值，确定相应的旋转矩阵及平移矩阵；

加工点位机床坐标计算模块，用于根据待加工点位坐标和所述旋转矩阵以及平移矩阵计算加工点位的机床坐标。

7.如权利要求6所述的装置，其特征在于，所述装置还包括：

实际误差值确定模块，用于使用加工点位的机床坐标，沿所述加工点位的法线方向进行测量，确定其法线方向上的实际误差值；

补偿模块，用于通过所述法线方向上的实际误差值对所述加工点位的机床坐标进行坐标矫正。