[发明专利]一种管材平面自由弯曲成形尺寸精准测量方法

权利要求书

1.一种管材平面自由弯曲成形尺寸精准测量方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤1：通过扫描仪对实际的平面弯管进行扫描，生成整个管件的点云图，将点云图经过曲面拟合后生成实体弯管模型；

将所述弯管模型投影得到弯曲起始点之前的直线段部分A与弯曲截止后的直线段部分B的轮廓线

步骤2：过所述轮廓线做等距垂线，垂线与两轮廓线的交点相连，取所有线段中点做直线拟合，分别得到弯管两段参考直线段的中心轴线L_A和L_B

步骤3：以起始端截面圆的圆心O₁为原点，以L_A为X₁轴，平行于直线段部分A的垂线作Y₁轴，过原点O₁作垂直于X₁O₁Y₁平面的直线为Z₁轴，以此建立新的坐标系X₁Y₁Z₁

步骤4：对比新旧坐标系得到两者的转换矩阵M，将旧坐标系XYZ下的数据点转换为新坐标系X₁Y₁Z₁下的数据点，将整个弯管绕X₁轴旋转，当旋转角度为θ时，线段L_B落在X₁O₁Z₁平面上，将新坐标系X₁Y₁Z₁下的所有数据点通过旋转角度θ变换得到新数据点

步骤5：输出X₁O₁Z₁主视图，得到整个管件的轮廓线，过外轮廓线作n条切线，作每条切线的垂线，得到与内轮廓线上的交点，连接交点与切点得线段，取每条线段的中点拟合得到整个弯管的中心轴线。

2.根据权利要求1所述的管材平面自由弯曲成形尺寸精准测量方法，其特征在于，所述步骤2的具体步骤如下：

步骤2.1：在弯曲起始点之前的直线段部分A内作十条等距垂线，垂线与两轮廓线分别相较于点a₁、b₁,a₂、b₂,...，a₁₀、b₁₀；

步骤2.2：分别取线段a₁b₁,a₂b₂,...，a₁₀b₁₀的中点c₁,c₂,...,c₁₀,对十个点作直线拟合得到线段L_A.；

步骤2.3：同理，得到弯曲截止后的直线段部分B的线段L_B。

3.根据权利要求1所述的管材平面自由弯曲成形尺寸精准测量方法，其特征在于，所述步骤4的具体步骤如下：

步骤4.1：设定旧坐标系XYZ下的坐标点为(x,y,z)，新坐标系X₁Y₁Z₁下的坐标点为(x₁,y₁,z₁)；

步骤4.2：存在转换矩阵使得：

步骤4.3：将整个弯管绕X₁轴旋转，当旋转角度为θ时，线段L_B落在X₁O₁Z₁平面上；

步骤4.4：其中θ的确定：将直线段L_B其中一端点向O₁X₁上作垂线ab，将线段ab向X₁O₁Y₁平面上作投影得到线段bc，线段ab与线段bc的夹角即为旋转角θ；

步骤4.5：将整体管材上的数据点经过旋转角θ变换，得到新数据点

步骤4.6：获得管材平面自由弯曲成形后的中心轴线，对中心轴线进行圆拟合得到弯管的弯曲半径R及弯曲角α。