[发明专利]龙门制孔机床加工碰撞检测分析方法

摘要

本发明提供了一种龙门制孔机床加工碰撞检测分析方法，在根据本发明的龙门制孔机床加工碰撞检测分析方法中，对工件曲面和固定工件的夹具进行离散处理得到离散点云数据，并对龙门制孔机床的子机床进行建模得到子机床的第一关键参数集合和第二关键参数集合进一步选择理论加工孔的用于做碰撞判断的点云集合并判断点云集合中的点是否与用于加工理论加工孔的子机床发生碰撞，用循环的方式对工件的所有理论加工孔都进行上述判断，从而完成工件的所有理论加工孔的可加工性分析，从而有利于后续实际进行的制孔作业。

主权项

1.一种龙门制孔机床加工碰撞检测分析方法，用于龙门制孔机床对工件的理论加工孔的加工碰撞的检测与分析，龙门制孔机床包括n个子机床，其特征在于，所述龙门制孔机床加工碰撞检测分析方法包括步骤：S1，在工件坐标系O_W‑X_WY_WZ_W下构建工件的理论加工孔，并提取理论加工孔的位置坐标和理论加工孔的单位法向量其中，I_k，J_k，K_k分别为理论加工孔的单位法向量在工件坐标系O_W‑X_WY_WZ_W的X_W轴、Y_W轴、Z_W轴上的单位向量，其中，k＝1,2,...,N_total，N_total为工件上的理论加工孔的总数；S2，使用激光跟踪仪测量并计算得到子机床的子机床坐标系O_Mi‑X_MiY_MiZ_Mi在工件坐标系O_W‑X_WY_WZ_W下的相对位姿其中，Mi＝1,2,...,n，Mi表示子机床Mi，n表示龙门制孔机床上的子机床的总数，n≥1，表示子机床Mi的X_Mi轴运动方向在工件坐标系O_W‑X_WY_WZ_W中的矢量表示，表示子机床Mi的Y_Mi轴运动方向在工件坐标系O_W‑X_WY_WZ_W中的矢量表示，表示子机床Mi的Z_Mi轴运动方向在工件坐标系O_W‑X_WY_WZ_W中的矢量表示，表示子机床Mi的坐标原点O_Mi在工件坐标系O_W‑X_WY_WZ_W中的矢量表示；S3，对用于固定工件的夹具创建夹具包围盒，将工件曲面和夹具包围盒分别离散为离散点云数据wBndBox3×wsize和fBndBox3×fsize，其中，wsize为工件曲面的离散点云的离散点数量，fsize为夹具包围盒的离散点云的离散点数量，从而得到包括工件曲面的离散点云数据和夹具包围盒的离散点云数据的总离散点云数据BndBox3×(wsize+fsize)，其中，(wsize+fsize)为工件曲面的离散点云和夹具包围盒的离散点云的离散点总数量；S4，根据步骤S1中得到的理论加工孔的位置坐标和理论加工孔的单位法向量以及步骤S2中得到的子机床的子机床坐标系O_Mi‑X_MiY_MiZ_Mi在工件坐标系O_W‑X_WY_WZ_W中的矢量得到子机床的第一关键参数集合和第二关键参数集合N_r表示第一关键参数集合中矩形体的个数；N_c表示第二关键参数集合中圆柱体的个数；S5，根据步骤S1中得到的理论加工孔的位置坐标和步骤S2中得到的子机床的子机床坐标系O_Mi‑X_MiY_MiZ_Mi在工件坐标系O_W‑X_WY_WZ_W下的相对位姿判断理论加工孔对应的用于加工所述理论加工孔的所属子机床；S6，根据步骤S1中得到的理论加工孔的位置坐标和理论加工孔的单位法向量步骤S3中得到的总离散点云数据BndBox_{3×(wsize+fsize)}以及步骤S5中得到的用于加工理论加工孔的所属子机床，选择理论加工孔的用于做碰撞判断的点云集合S7，根据步骤S4中得到的子机床的第一关键参数集合和第二关键参数集合以及步骤S6中得到的理论加工孔的用于做碰撞判断的点云集合得到理论加工孔的用于做碰撞判断的点云集合中的每一点与用于加工理论加工孔的所属子机床碰撞的第一条件和第二条件；S8，判断理论加工孔的用于做碰撞判断的点云集合中的每一点是否满足第一条件或第二条件，若理论加工孔的用于做碰撞判断的点云集合中有满足第一条件或第二条件的点，则表示理论加工孔与用于加工所述理论加工孔的所属子机床发生碰撞，将满足第一条件或第二条件的理论加工孔置为不可加工孔；若理论加工孔的用于做碰撞判断的点云集合中的每一点都不满足第一条件和第二条件，则表示理论加工孔与用于加工所述理论加工孔的所属子机床不发生碰撞，将不满足第一条件和第二条件的理论加工孔置为可加工孔。