[发明专利]一种基于离散点云原理螺旋槽磨削工艺系统建立方法

权利要求书

1.一种基于离散点云原理螺旋槽磨削工艺系统建立方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，根据砂轮与工件的几何特征，在砂轮坐标系中，建立砂轮数学模型；在工件坐标系中，建立工件数学模型；

步骤2，根据砂轮与工件的几何位置关系转换二者的坐标系，以工件坐标系为基准，将砂轮数学模型转换到工件坐标系中，将砂轮数学模型和工件数学模型进行参数数值离散后得到砂轮离散化模型和工件离散化模型；

所述砂轮离散化模型F_w、工件离散模型F_t公式为：

其中，R_t代表工件半径，R_wb代表砂轮大端面半径，R_wc代表砂轮于磨削过程中的半径，R_w0代表圆角半径，T_wc代表砂轮切入宽度，α_w代表砂轮圆周角，α_t代表工件圆周角，R_tn代表工件离散半径，z_t代表工件长度L_t于Z_t轴上的取值范围；

步骤3，根据工件及砂轮的初始安装位置，基于三维空间旋转变换，根据螺旋刀槽的螺旋角、前角、芯厚等设计参数变换得到砂轮初始磨削位姿离散模型；

所述砂轮初始磨削位姿离散模型F_w1公式为：

p_s1＝pp^T

rot(p,ξ)＝(1-cosξ)p_s1+cosξI+sinξp_s2

n_T1＝rot(i_t,-β)n_T

R_w1＝rot(n_T1,γ)rot(i_t,-β)

n_V2＝R_w1n_V

F_w1＝R_w2F_w

其中，I代表单位矩阵，n_T代表切向量，n_T1代表绕i_t旋转螺旋角β后的切向量，rot(i_t,-β)代表绕i_t旋转螺旋角β的旋转矩阵，R_w1代表绕i_t旋转螺旋角β的旋转矩阵、绕n_T1旋转前角γ的旋转矩阵的乘积，rot(n_T1,γ)代表绕n_T1旋转前角γ的旋转矩阵，n_V2代表绕i_t旋转螺旋角β、绕n_T1旋转前角γ后的法向量，n_V代表法向量，R_w2代表绕i_t旋转螺旋角β旋转矩阵、绕n_T1旋转前角γ旋转矩阵、绕n_T1旋转切削角σ旋转矩阵、绕n_V2旋转芯厚形成角旋转矩阵等四个矩阵的乘积，代表绕n_V2旋转芯厚形成角的旋转矩阵，rot(n_T1,σ)代表绕n_T1旋转切削角σ的旋转矩阵；

步骤4，根据螺旋运动的数学参数模型，使砂轮初始磨削位姿离散模型绕工件轴向按螺旋运动的数学参数模型所规定的路径做螺旋运动；使砂轮初始磨削位姿离散模型绕工件轴向按螺旋运动的数学参数模型所规定的路径做螺旋运动的螺旋参数p_s具体公式为：

F_ws＝rot(k_t,α_ws)F_w1+tran(0,0,p_sα_ws)

0≤α_ws≤2πL_tr/s

s＝2πR_t/tanβ

p_s＝s/2π

其中，tran(x,y,z)代表平动变换矩阵，x代表x轴方向的位移量，y代表y轴方向的位移量，z代表z轴方向的位移量，F_ws代表进行螺旋运动变换后的砂轮离散模型数学模型，rot(k_t,α_ws)代表绕k_t旋转砂轮圆周离散角的旋转矩阵，tran(0,0,p_sα_ws)代表砂轮z轴方向的位移量，α_ws代表砂轮圆周离散角，L_tr代表切削刃长度；

步骤5，根据螺旋运动的数学参数表达式得到砂轮磨削过程位姿模型，经过后置处理得到对应加工代码，即为该磨削运动的CLSF文件，CLSF文件根据模型结构特点进行后置处理后，得到加工代码；

所述砂轮磨削过程位姿模型具体包括砂轮磨削过程中的刀心点坐标矩阵Ow_CL和法向量坐标矩阵n_VCL，获得砂轮磨削过程中的刀心点坐标矩阵Ow_CL和法向量坐标矩阵n_VCL的具体公式为：

Ow_CL＝rot(k_t,α_ws)O_w1+tran(0,0,p_sα_ws)

n_VCL＝rot(k_t,α_ws)n_V1+tran(0,0,p_sα_ws)

其中Ow为刀心点为砂轮大端面的圆心。