[发明专利]用于大曲率半径曲面法向矢量快速检测方法

摘要

一种光学测量技术领域的用于大曲率半径曲面法向矢量快速检测方法，利用两个相互垂直平面与工件曲面相交，得到曲面点的两条坐标曲线，然后分别检测两条坐标曲线上以曲面点为中心的微小曲线切向矢量，从而得到曲面数据点的法向矢量。本发明将传统的曲面法向检测三维问题转化为两次二维曲线检测，实现方便，成本低廉，易于操作，数据处理简单，实现了曲面加工实时检测的需求，提高了曲面加工的质量和效率。

主权项

1.一种用于大曲率半径曲面法向矢量快速检测方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一，将两个激光位移传感器分别转动安装在刀具两侧的对称位置上且激光位移传感器的出射光束均与刀具的轴线平行，激光位移传感器与加工刀具平面以加工刀具轴线为转轴进行90°旋转；步骤二，分别调整两个激光位移传感器并使其出射光束分别与刀具轴线光束在平面内，利用两个激光位移传感器的反馈数据d_v1，d_v2，计算曲线V在点P的切向矢量为r_v，即其中：以工件的几何中心为坐标原点，以工件加工时稳定放置的平面为XOY平面，建立笛卡尔坐标系，ψ_v为刀具轴线与曲面加工点的法向矢量所形成的锐角，|ψ_v|≤5°，角度制；d_v1、d_v2为激光位移传感器出射光束到曲面距离的反馈数据，单位为mm；L为两个激光位移传感器出射光线间的距离，单位为mm；为主轴轴线法向向量；为主轴轴线在平面∏₁内的切向量；为曲线V在点P的切向矢量；步骤三，旋转两个激光位移传感器所在的平面至与其垂直平面内并重复步骤二的操作，根据两个激光位移传感器的反馈数据d_u1，d_u2，计算曲线V在点P的切向矢量为r_u，具体为其中：ψ_u为刀具轴线与曲面加工点的法向矢量所形成的锐角，|ψ_u|≤5°，角度制；d_u1、d_u2为激光位移传感器出射光束到曲面距离的反馈数据，单位为mm；L为两个激光位移传感器出射光束间的距离，单位为mm；为主轴轴线法向向量；为主轴轴线在平面∏₂内的切向量；为曲线U在点P的切向矢量；步骤四，利用曲面点P的法向矢量求解公式：代入r_v和r_u得到曲面点P的法向矢量：n→=(-cosψu·sinψv,-sinψu·cosψv,cosψu·cosψv),]]>其中：ψ_v为刀具轴线与曲面加工点的法向矢量所形成的锐角，|ψ_v|≤5°，角度制；ψ_u为刀具轴线与曲面加工点的法向矢量所形成的锐角，|ψ_u|≤5°，角度制。