[发明专利]一种筒状工件内外轮廓逆向建模的装置及方法

权利要求书

1.一种筒状工件内外轮廓逆向建模方法，涉及一种用于筒状工件的内外轮廓快速逆向建模装置，包括内线激光器（1）、内直线模组（2）、筒状工件（3）、回转台（4）、外线激光器（5）、外直线模组（6）、固定平台（7）组成；其中工件固定在回转台（4）上，回转台（4）能够在固定平台（7）上旋转，内直线模组（2）、外直线模组（6）固定在固定平台（7）上，并分别位于筒状工件（3）内、外侧，内线激光器（1）、外线激光器（5）能够在对应的内直线模组（2）、外直线模组（6）上直线运动，通过运动过程中按设定长度采集工件内、外轮廓点云数据，实现对筒状工件（3）内、外轮廓点云数据采集并逆向建模；

其特征在于，包括以下步骤：

S1：对回转台（4）、内直线模组（2）、外直线模组（6）坐标系进行标定，求得回转台（4）、内直线模组（2）、外直线模组（6）坐标系之间的坐标变换关系；

S2：内线激光器（1）、外线激光器（5）通过设定的采集距离或频率分别对筒状工件（3）的内、外轮廓进行点云数据采集；

S3：内线激光器（1）、外线激光器（5）分别采集筒状工件（3）两端面之间的点云数据，通过回转台（4）、内直线模组（2）、外直线模组（6）坐标系之间的坐标变换关系，求得在参考坐标系下的点云坐标集P₀={ p₀₁，p₀₂，p₀₃...p_0m, ... p_0i∈R³ }；其中p_0m表示采集点的三维坐标值，R³表示参考坐标系

S4：回转台（4）旋转角度θ，重复步骤S3，采集对应角度的点云坐标集P₁={ p₁₁，p₁₂，p₁₃...p_1n, ...p_1i∈R³ }；其中p_1n表示采集点的三维坐标值；

S5：将P₁所有坐标值绕回转台轴线旋转-θ值，求得新的点云坐标集P^'₁={ p^'₁₁，p^'₁₂，p^'₁₃...p^'_1n, ...p^'_1i∈R³ }；其中p^'_1n表示表示采集点的三维坐标值；

S6：回转台（4）再旋转角度θ，重复步骤S4，采集对应角度的点云数据P₂={ p₂₁，p₂₂，p₂₃...p_2k, ...p_2i∈R³ }；其中p^'_2k表示表示采集点的三维坐标值；

S7: 将P₁所有坐标值绕回转台轴线旋转-2θ值，求得新的点云坐标集P^'₂={ p^'₂₁，p^'₂₂，p^'₂₃...p^'_2k, ... p^'_2i∈R³ }；其中p^'_2k表示表示采集点的三维坐标值；

S8：重复步骤S4-S7，求得点云坐标集P^'_j={ p^'_j1，p^'_j2，p^'_j3...p^'_jk, ... p^'_ji∈R³ }，直至采集的数据实现筒状工件内、外轮廓圆周360°覆盖；其中p^'_jk表示表示采集点的三维坐标值；

S9：将P₀，P^'_1... P^'_j点集放置同一坐标系中，得到的点云数据则是筒状工件的点云模型数据；

S10：对步骤S9的点云数据进行三角网格处理，则得到了筒状工件的逆向模型。