[发明专利]一种整体叶盘类零件叶片变余量刀位补偿方法

权利要求书

1.一种整体叶盘类零件叶片变余量刀位补偿方法，其特征在于，所述的方法包括，(1)以若干个位于叶片上不同位置的点及各点的余量值为基础，得到初始余量控制点，构建初始余量控制点网格；(2)通过对初始余量控制点进行预处理，采用光顺过渡的方法，获得叶片上任意非余量控制点处的余量，所述的步骤(1)具体为，

(1.1)定义位于叶片曲面上的任意一点的位置与该点的余量值的组合为余量控制点，通过在叶片上设置有限个余量控制点，并在这些控制点之间光滑变化余量来实现对叶片上任意点非恒定余量补偿；

(1.2)定义叶片的两个参数方向分别为U、V，参数定义域为u∈[0，1]，v∈[0，1]，定义一个余量控制点表示为Q(u，v，C)，其中u、v表示控制点的位置，C表示控制点的余量；

(1.3)在参数空间内，求解所有余量控制点的凸包得到凸多边形，定义该凸多边形为L(P₀，P₁，...，P_n-1)，其中(P₀，P₁，...，P_n-1)表示凸多边形的n个顶点，在凸多边形内部以所有余量控制点为顶点划分三角形，定义该三角形构成的网格区域为A，区域A是矩形参数域的一个子区域，

所述的步骤(2)具体为，

(2.1)对步骤(1)中所得的每个三角片，定义三角形内部任意一点的余量值函数为S＝f(u，v)，S表示一个自由曲面，该曲面的参数域是三角形所在的参数范围，定义该曲面为变余量曲面；

(2.2)采用以下步骤求解三角形内部每个点的余量值，设任意一点P(u，v)，在参数域内判断点P的位置：

a.当点恰好位于某个三角形的顶点时，则P点的余量值与该顶点的余量值相同；

b.当点P恰好位于三角形的某条边上时，设边的两个顶点为T₁，T₂，对应的余量值分别为C₁，C₂，定义点P在该边上的位置参数为其中|T₁P|表示边长，那么定义P点的余量值C_P通过以下公式计算：

c.当P点位于三角形T(T₁，T₂，T₃)内部时，其中T₁，T₂，T₃分别为三角形的三个顶点，设三个点对应的余量值分别是(C₁，C₂，C₃)，做垂直于坐标轴U的直线使通点(u，0)，假定直线与三角形的边T₁T₃相交与E点、与边T₁T₂相交与D点，在边T₁T₃上，计算E点所在的位置参数为根据步骤(2).b中的公式确定E点余量值C_E；同样地在边T₁T₂上，计算D点的位置参数根据步骤(2).b中的公式确定D点的余量值C_D；然后在边ED上，确定P点的位置参数根据步骤b中的公式确定P点余量值为C_P；

d.当P点位于凸多边形区域之外时，通过计算点与到凸多边形每条边的距离，找到距离P最小的一条边，设最近边为T₁T₂，两个顶点对应的余量值为C₁C₂，计算点P在T₁T₂上最近点P’，当P’与T₁重合时，P’的余量为C₁；当P’与T₂重合时，P’的余量为C₂；当P’位于线段两个端点之间时，计算P的位置参数然后根据步骤b中公式计算得到P’的余量为C_P，并使P与P’两点余量相同，即P点余量为C_P＝C_P’。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，当叶片的V向是周期时，所述的方法还包括，步骤(3)，当叶片的V向是周期时，在初始有限个余量控制点的基础上，自动生成位于V＝1直线上的若干个额外控制点，原参数空间上方原样复制一个参数域及其中的所有控制点。

3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，额外控制点的生成步骤包括：

a.找到凸多边形顶点在U方向上的u最大值点P₁与u最小值点P₂，两点满足以下关系：

b.从两个最值点P₁，P₂处将凸多边形分割为上下两部分，分别记为L_up，L_down；

c.将L_down沿V轴的正方向平移距离1，得到L′_down；

d.由L_up与L′_down将得到一个新的非凸多边形区域；

e.添加额外的控制点，算法步骤如下：

e.1.将上下点序分别记为U(U₁，U₂，...，U_n)，D(D₁，D₂，...，D_m)，其中n，m分别上下点序的点数；

e.2.分别对上下点序U，D按分量u参数由小到大排序，使得满足U_i.u＜U_i+1.u，D_j.u＜D_j+1.u，其中i，j为索引；

e.3.初始化i＝1，j＝1；

e.4.IF i＞n And j＞m，THEN跳转e.13，ELSE跳转e.5；

e.5.IF U_i.u＜D_i.u，THEN跳转e.6；ELSE跳转e.8；

e.6.调用LinkAndInsert子过程，连接U_iD_j-1，并插入新点；

e.7.i＝i+1，跳转e.4；

e.8.IF U_i.u＞D_i.u，THEN跳转e.9；ELSE跳转e.11；

e.9.调用LinkAndInsert子过程，连接U_i-1D_j，并插入新点；

e.10.j＝j+1，跳转e.4；

e.11.基于Delaunay剖分准则剖分四边形U_i-1U_iD_jD_j-1；

e.12.i＝i+1，j＝j+1，跳转e.4；

e.13.结束；

f.在步骤e.6、e9中，设待连接的两个点为L₁L₂，对应的余量值为C₁C₂，计算线段与L₁L₂与直线V＝1的交点为L₀，计算L₀在线段L₁L₂上的位置参数然后根据步骤(2).b中的公式

计算交点的余量值为进而得到新的额外控制点组合初始控制点与额外控制点得到新的控制点，重复步骤(1)和(2)，确定整个参数域内任意一点的余量值。