[发明专利]一种数控弯管回弹及拉伸变形补偿修正方法

权利要求书

1.一种数控弯管回弹及拉伸变形补偿修正方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1、按照预设坐标数据加工弯管，测量弯曲后管路的点云数据；

步骤2、在三维设计软件中测量管路设计模型的理论XYZ坐标数据；

步骤3、将弯曲后管路的点云数据导入三维设计软件，通过三维设计软件中逆向创建弯曲后管路的起点、终点、相邻两直线段轴线的交点，测量得到实际XYZ坐标数据；

步骤4、将所述理论XYZ坐标数据、实际XYZ坐标数据转化为加工指令YBC数据；

步骤5、计算理论加工指令YBC数据与实际加工指令YBC数据之间差值，得到补偿修正参数。

2.根据权利要求1所述的一种数控弯管回弹及拉伸变形补偿修正方法，其特征在于，步骤4具体为：在三维设计软件中将所述理论XYZ坐标数据、实际XYZ坐标数据导出到Excel文档，通过预先在Excel文档设置的算法转换得到加工指令YBC数据。

3.根据权利要求1所述的一种数控弯管回弹及拉伸变形补偿修正方法，其特征在于，步骤4中所述加工指令YBC数据包括送料长度、弯曲角度、空间转角。

4.根据权利要求3所述的一种数控弯管回弹及拉伸变形补偿修正方法，其特征在于，步骤4中Excel文档设置的算法如下：

步骤A、假设弯曲后管路的坐标点分别为P₁(x₁,y₁,z₁),P₂(x₂,y₂,z₂),P₃(x₃,y₃,z₃),P₄(x₄,y₄,z₄)，弯曲半径为R，根据所述弯曲后管路的交点坐标值计算相邻两坐标点P₁P₂、P₂P₃、P₃P₄间的长度，即矢量P_iP_j的长度：

则矢量P₁P₂、P₂P₃、P₃P₄的方向余弦：

式中i＝1，2，3；

矢量P₁P₂与矢量P₂P₃的夹角余弦cosDOB₁＝cosα₁cosα₂+cosβ₁cosβ₂+cosγ₁cosγ₂，

弯曲角度DOB₁＝arcos(cosα₁cosα₂+cosβ₁cosβ₂+cosγ₁cosγ₂)；

同理，矢量P₂P₃与矢量P₃P₄的弯曲角度为：

DOB₂＝arcos(cosα₂cosα₃+cosβ₂cosβ₃+cosγ₂cosγ₃)；

步骤B、根据所述弯曲角度得到弯曲后管路的首、末段直线送料长度中间段弯曲圆弧送料长度

步骤C、采用规格化办法，计算矢量P₁P₂与矢量P₂P₃构成的平面法线P₂V₁的方向余弦为：

其中，

cosα_1x＝cosβ₁cosγ₂-cosβ₂cosγ₁；

cosβ_1x＝cosα₂cosγ₁-cosα₁cosγ₂；

cosγ_1x＝cosα₁cosβ₂-cosα₂cosβ₁；

同理求出矢量P₂P₃与矢量P₃P₄构成的平面法线P₃V₂的方向余弦：

cosα_2d,cosβ_2d,cosγ_2d；

则空间转角大小为：

|POB1|＝arcos(cosα_1dcosα_2d+cosβ_1dcosβ_2d+cosγ_1dcosγ_2d)；

步骤D、计算矢量P₂V₁和矢量P₃V₂的矢量积V_xd的方向余弦cosα_xd，cosβ_xd，cosγ_xd，并规格化，判断该矢量与矢量P₂P₃的数量积：

d₀＝cosα_xdcosα₂+cosβ_xdcosβ₂+cosγ_xdcosγ₂；

若d₀≥0，空间转角为正向旋转，d₀＜0，空间转角为反向旋转。

5.根据权利要求1所述的一种数控弯管回弹及拉伸变形补偿修正方法，其特征在于，步骤5具体为：将步骤4得到的理论加工指令YBC数据、实际加工指令YBC数据，导入到不同型号数控弯管设备对应的预先设计的Excel工作表内，得到设计模型理论和弯管加工实际间的差值，即弯管回弹及拉伸变形补偿修正参数。