[发明专利]三维曲面工件的定位方法、装置及系统

说明书

本发明属于曲面工件定位领域，提供了一种三维曲面工件的定位方法、装置及系统，该方法包括：根据关键特征点的理论参数，在三维曲面工件截取面片特征生成网格点阵，获取测量传感器在机床坐标系下的坐标，通过所述测量传感器测量所述关键特征点以确定所述关键特征点在机床坐标系下的坐标，根据测量值在网格点阵中进行迭代计算，根据选取的目标网格点与测量值，确定相应的旋转矩阵和平移矩阵，以及根据待加工点位坐标和旋转矩阵及平移矩阵计算加工点位的机床坐标，从而能够使最终得到的加工点逼近于实际加工位置，大大提高了三维曲面工件中的定位精度。

技术领域

本发明属于激光加工技术领域，尤其涉及三维曲面工件的定位方法、装置及系统。

背景技术

目前在三维曲面工件定位加工如制孔、刻蚀、点焊等加工过程中，主要通过对工装定位来建立机床坐标系，假设机床坐标系与理论模型坐标系重合，从而在机床坐标系下进行相应加工。

然而，由于真实的三维曲面工件与理论模型之间存在差异，在假设机床坐标系与理论模型坐标系重合的前提下，在机床坐标系下进行相应定位加工时，将导致实际加工位置和方向与目标加工位置和方向之间存在偏差，从而影响加工质量，造成加工失败和良品率降低。

发明内容

本发明的目的在于提供三维曲面工件的定位方法、装置及系统，旨在解决由于现有技术中对三维曲面工件进行定位加工时的实际加工位置和方向与目标加工位置和方向之间存在偏差的技术问题。

本发明提供了一种三维曲面工件的定位方法，包括：

在三维曲面工件理论模型上选取关键特征点，在所述关键特征点的邻域内截取面片特征生成网格点阵；

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；

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。

本发明还提供了一种三维曲面工件的定位装置，包括：

网格点阵生成模块，用于在三维曲面工件理论模型上选取关键特征点，在所述关键特征点的邻域内截取面片特征生成网格点阵；

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。

本发明提供了三维曲面工件的定位方法，根据在三维曲面工件理论模型上选取的关键特征点，在三维曲面工件截取面片特征生成网格点阵，获取测量传感器在机床坐标系下的坐标，通过所述测量传感器测量所述加工点在所述机床坐标系下的测量值，根据所述测量值在所述网格点阵中进行最近点迭代计算，直至选取的目标网格点与所述测量点之间的距离满足预设误差，并通过待加工点位坐标和相互之间的旋转矩阵以及平移矩阵计算加工点位的机床坐标，从而通过相对理论加工点与实际加工点之间进行坐标转换，使最终得到的加工点逼近于实际加工位置，避免因实际加工位置和方向与目标加工位置和方向之间存在的偏差而影响加工质量，大大提高了三维曲面工件中的定位精度。

附图说明