CN102062593B - 螺旋曲面测点获取方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种螺旋曲面测点获取方法及装置，其中方法包括：将螺旋曲面进行数学展开，得到所述螺旋曲面的展开环面；沿所述展开环面的径向对所述展开环面进行分割，得到分割后的多个子环面；对所述分割后的多个子环面进行周向分割，得到多个面积相等的分割单元；根据所述多个面积相等的分割单元获取所述螺旋曲面的测点。本发明实施例提供的螺旋曲面测点获取方法及装置，由于获取到了面积相等的分割单元后得到各个分割单元相对应的测点，使得螺旋曲面上的测点布置均匀，通过获取等面积均匀的测点，提高了螺旋曲面上的测点位置坐标的精度；由于实现了高精度螺旋曲面的测量，从而为螺旋曲面面型的精确测量提供了条件。

Description

螺旋曲面测点获取方法

技术领域

本发明涉及机械精密测量技术领域，特别涉及一种螺旋曲面测点获取方法及装置。 

背景技术

在机床类产品、伺服控制机械产品、航空航天类产品等复杂螺旋曲面的测量领域中，螺旋曲面的精确测量是保证复杂螺旋曲面精度的关键技术，该技术在机械、航空、计量等行业应用广泛。但目前在螺旋曲面面型测量中如何测量得到螺旋曲面上的测点(也称为测量点)，以通过螺旋曲面上的测量点表示面型精度，一直没有很好的方法。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种螺旋曲面测点获取方法及装置，通过获取等面积均匀的测点实现高精度螺旋曲面的测量。 

本发明实施例提供一种螺旋曲面测点获取方法，包括： 

将螺旋曲面进行数学展开，得到所述螺旋曲面的展开环面，所述螺旋曲面为机床类产品、伺服控制机械产品、航空航天类产品对应的工件的螺旋曲面； 

沿所述展开环面的径向对所述展开环面进行分割，得到分割后的多个子环面； 

对所述分割后的多个子环面进行周向分割，得到多个面积相等的分割单元； 

根据所述多个面积相等的分割单元获取所述螺旋曲面的测点。 

本发明提供的螺旋曲面测点获取方法，由于获取到了面积相等的分割单元后得到各个分割单元相对应的测点，使得螺旋曲面上的测点布置均匀，通过获取等面积均匀的测点，提高了螺旋曲面上的测点位置坐标的精度；由于实现了高精度螺旋曲面的测量，从而为螺旋曲面面型的精确测量提供了条件。 

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 

图1为本发明螺旋曲面测点获取方法一个实施例的流程示意图； 

图2为本发明螺旋曲面测点获取方法又一个实施例的流程示意图； 

图3为图2所示实施例所示的一个螺旋曲面的示意图； 

图4为图3所示实施例的螺旋曲面对应的展开环面的示意图； 

图5为图4所示实施例的分割后的展开环面的示意图； 

图6为图3所示实施例得到的测点的示意图； 

图7为本发明螺旋曲面测点获取装置一个实施例的结构示意图； 

图8为本发明螺旋曲面测点获取装置又一个实施例的结构示意图。 

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。 

本发明实施例中所述的螺旋曲面具体可以为机床类产品、伺服控制机械产品、航空航天类产品对应的工件的表面。 

图1为本发明螺旋曲面测点获取方法一个实施例的流程示意图，如图1所示，本实施例包括如下步骤： 

步骤101、将螺旋曲面进行数学展开，得到该螺旋曲面的展开环面； 

步骤102、沿该展开环面的径向对该展开环面进行分割，得到分割后的多个子环面； 

步骤103、对该分割后的多个子环面进行周向分割，得到多个面积相等的分割单元； 

步骤104、根据该多个面积相等的分割单元获取该螺旋曲面的测点。 

本发明实施例提供的螺旋曲面测点获取方法，由于获取到了面积相等的分割单元后得到各个分割单元相对应的测点，使得螺旋曲面上的测点布置均匀，通过获取等面积均匀的测点，提高了螺旋曲面上的测点位置坐标的精度；由于实现了高精度螺旋曲面的测量，从而为螺旋曲面面型的精确测量提供了条件。 

为了更清楚的说明本发明实施例的技术方案，下面结合图2～图5对本发明实施例进行详细描述。

图2为本发明螺旋曲面测点获取方法又一个实施例的流程示意图，图3为图2所示实施例所示的一个螺旋曲面的示意图，图4为图3所示实施例的螺旋曲面对应的展开环面的示意图，图5为图4所示实施例的分割后的展开环面的示意图，图6为图3所示实施例得到的测点的示意图；如图2所示，本发明实施例包括： 

步骤201、将螺旋曲面进行数学展开，得到该螺旋曲面的展开环面； 

其中，如图3所示，为本发明实施例的螺旋曲面1的示意图，其中螺旋曲面1具有内圆环11和外圆环12，如图4所示，为图3所示螺旋曲面1的展开环面2；可以通过现有的螺旋曲面展开方法得到该螺旋曲面1的展开环面2，由于现有的螺旋曲面展开方法是对螺旋曲面的一种近似描述，因此本发明实施例中的展开环面2的面积与螺旋曲面1的面积存在误差，并非严格 意义上的相等；具体的螺旋曲面展开方法可以参考现有技术中的描述，在此不再赘述。 

步骤202、获取该展开环面的内圆环对应的第一半径长度； 

步骤203、获取该展开环面的外圆环对应的第二半径长度； 

步骤204、根据该第一半径长度和第二半径长度对该展开环面沿径向进行三等分分割，得到分割后的三个子环面，其中，三个子环面从该展开环面的内圆环至外圆环依次为第一子环面、第二子环面、第三子环面； 

在上述步骤202～步骤204中，第一子环面51、第二子环面52、第三子环面53参见图5所示；此外，在执行步骤202～步骤204时，并无严格的时间上的先后顺序，可根据实际操作调整执行顺序； 

步骤205、沿该展开环面的径向获取该展开环面上的基准线； 

其中，再如图5所示，该基准线54仅为分割子环面的一个参考，具体为沿展开环面的径向方向的直线；进一步地，也可以不通过基准线对展开环面进行分割，只要得到的分割后的多个分割单元的面积相等即可； 

步骤206、以基准线为参考对第一子环面沿周向分割，得到第一数量的分割单元； 

步骤207、以基准线为参考对第二子环面沿周向分割，得到第二数量的分割单元； 

步骤208、以基准线为参考对第三子环面沿周向分割，得到第三数量的分割单元，其中，第一数量的分割单元、第二数量的分割单元、第三数量的分割单元的面积相等； 

其中，在步骤206～步骤208中，第一子环面、第二子环面、第三子环面沿周向进行分割具体是指沿第一子环面、第二子环面、第三子环面的圆周方向进行分割；此外，在执行步骤206～步骤208时，并无严格的时间上的先后顺序，可根据实际操作调整执行顺序； 

步骤209、分别获取该多个面积相等的分割单元各自对应的重心坐标， 其中，重心坐标即为所述螺旋曲面的测点。 

其中，如图6所示，为本发明实施例获取到的测点的示意图，可以通过现有的求取面形重心的方法得到分割单元各自对应的重心坐标，具体的面形重心求取方法可以参考现有技术中的描述，在此不再赘述。 

本发明实施例提供的螺旋曲面测点获取方法，由于获取到了面积相等的分割单元后得到各个分割单元相对应的测点，使得螺旋曲面上的测点布置均匀，通过获取等面积均匀的测点，提高了螺旋曲面上的测点位置坐标的精度；由于实现了高精度螺旋曲面的测量，从而为螺旋曲面面型上的精确测量提供了条件。 

为了更清楚的理解本发明实施例的技术方法，下面通过图6对图2所示实施例进行具体描述。 

在图6所示实施例中，该展开环面对应的内圆环61的第一半径长度为R₁＝30mm，该展开环面的外圆环62的第二半径长度为R₄＝60mm；根据该第一半径长度和该第二半径长度对该展开环面沿径向三等分分割得到三个子环面，并对应有两个圆环，即：第一圆环63和第二圆环64，其中，第一圆环63对应的半径长度为R₂＝40mm，第二圆环64对应的半径长度为R₃＝50mm；若内圆环61与第一圆环63对应的第一子环面65被分割为n₂₁个分割单元，其中n₂₁为第一数量，外圆环62与第二圆环64对应的第三子环面67被分割为n₃₂个分割单元，其中，n₃₂为第三数量，第一圆环63与第二圆环64对应的第二子环面66被分割为n₄₃个分割单元，其中，n₄₃为第二数量。由各个分割单元面积相等得到： $\frac{{\mathrm{\πr}}_4^2-{\mathrm{\πr}}_3^2}{n_{43}}=\frac{{\mathrm{\πr}}_3^2-{\mathrm{\πr}}_2^2}{n_{32}}=\frac{{\mathrm{\πr}}_2^2-{\mathrm{\πr}}_1^2}{n_{21}},$ 即 

(n₂₁，n₃₂，n₄₃)相应地可以得到(7，9，11)、(14，18，22)、(28，36，66)等无穷组解，可根据对螺旋曲面的具体测量并根据各个分割单元的面积相等为依据在该第一子环面65、第二子环面66、第三子环面67内选择适当数量的分割单元；分别获取该多个面积相等的分割单元各自对应的重心坐标，其中，重心坐标 即为该螺旋曲面的测点60。 

进一步地，在上述图2所示实施例中，若得到的多个分割单元的面积不相等，则还可以通过调整第一数量、第二数量、第三数量，使得多个分割单元的面积相等；也就是说，通过调整每一个子环面内的分割单元的数量保证各分割单元面积(占位面积)相等。 

进一步地，在上述图3～图6所示实施例中，仅以将展开环面进行三等分切割为例进行示例性说明，本发明实施例所述的分割展开环面以形成多个子环面的实施例并非仅限于三等分展开环面，可以根据对螺旋曲面测量精度的实际需要将展开环面进行分割，本发明实施例仅以描述方便在此省略。 

图7为本发明螺旋曲面测点获取装置一个实施例的结构示意图，本发明实施例可以实现上述图1所示实施例的方法流程；如图7所示，本发明实施例包括：展开模块71、第一分割模块72、第二分割模块73、获取模块74； 

其中，展开模块71将螺旋曲面进行数学展开，得到所述螺旋曲面的展开环面；第一分割模块72沿所述展开环面的径向对所述展开环面进行分割，得到分割后的多个子环面；第二分割模块73对所述分割后的多个子环面进行周向分割，得到多个面积相等的分割单元；获取模块74根据所述多个面积相等的分割单元获取所述螺旋曲面的测点。 

本发明实施例提供的螺旋曲面测点获取装置，由于获取模块74获取到了面积相等的分割单元后得到各个分割单元相对应的测点，使得螺旋曲面上的测点布置均匀，通过获取等面积均匀的测点，提高了螺旋曲面上的测点位置坐标的精度；由于实现了高精度螺旋曲面的测量，从而为螺旋曲面面型的精确测量提供了条件。 

图8为本发明螺旋曲面测点获取装置又一个实施例的结构示意图，本发明实施例可以实现上述图1和图2所示实施例的方法流程；如图8所示，本发明实施例包括：展开模块81、第一分割模块82、第二分割模块83、获取模块84、调整模块85； 

其中，展开模块81将螺旋曲面进行数学展开，得到所述螺旋曲面的展开环面；第一分割模块82沿所述展开环面的径向对所述展开环面进行分割，得到分割后的多个子环面；第二分割模块83对所述分割后的多个子环面进行周向分割，得到多个面积相等的分割单元；获取模块84根据所述多个面积相等的分割单元获取所述螺旋曲面的测点。 

进一步地，第一分割模块82包括：第一获取单元821、第二获取单元822、分割单元823；其中，第一获取单元821获取所述展开环面的内圆环对应的第一半径长度；第二获取单元822获取所述展开环面的外圆环对应的第二半径长度；分割单元823根据所述第一半径长度和所述第二半径长度对所述展开环面沿径向进行三等分分割，得到分割后的三个子环面，所述三个子环面从所述展开环面的内圆环至外圆环依次为第一子环面、第二子环面、第三子环面； 

进一步地，第二分割模块83包括：第一获取单元831、第一分割单元832、第二分割单元833、第三分割单元834；其中，第一获取单元831沿所述展开环面的径向获取所述展开环面上的基准线，第一分割单元832以所述基准线为参考对所述第一子环面沿周向分割，得到第一数量的分割单元；第二分割单元833以所述基准线为参考对所述第二子环面沿周向分割，得到第二数量的分割单元；第三分割单元834以所述基准线为参考对所述第三子环面沿周向分割，得到第三数量的分割单元，其中，所述第一数量的分割单元、所述第二数量的分割单元、所述第三数量的分割单元的面积相等； 

进一步地，若得到的所述多个分割单元的面积不相等，则调整模块85调整所述第一数量、第二数量、第三数量，使得所述多个分割单元的面积相等 

进一步地，获取模块84包括：第三获取单元841；第三获取单元841分别获取所述多个面积相等的分割单元各自对应的重心坐标，所述重心坐标即为所述螺旋曲面的测点。 

本发明实施例提供的螺旋曲面测点获取装置，由于获取模块84获取到了 面积相等的分割单元后得到各个分割单元相对应的测点，使得螺旋曲面上的测点布置均匀，通过获取等面积均匀的测点，提高了螺旋曲面上的测点位置坐标的精度；由于实现了高精度螺旋曲面的测量，从而为螺旋曲面面型的精确测量提供了条件。 

所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、设备、模块和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。 

本领域普通技术人员可以理解：实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成，前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，执行包括上述方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。 

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。 

Claims (5)

1.一种螺旋曲面测点获取方法，其特征在于，包括：

将螺旋曲面进行数学展开，得到所述螺旋曲面的展开环面，所述螺旋曲面为机床类产品、伺服控制机械产品、航空航天类产品对应的工件的螺旋曲面；

沿所述展开环面的径向对所述展开环面进行分割，得到分割后的多个子环面；

对所述分割后的多个子环面进行周向分割，得到多个面积相等的分割单元；

根据所述多个面积相等的分割单元获取所述螺旋曲面的测点。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述沿所述展开环面的径向对所述展开环面进行分割，得到分割后的多个子环面包括：

获取所述展开环面的内圆环对应的第一半径长度；

获取所述展开环面的外圆环对应的第二半径长度；

根据所述第一半径长度和所述第二半径长度对所述展开环面沿径向进行三等分分割，得到分割后的三个子环面，所述三个子环面从所述展开环面的内圆环至外圆环依次为第一子环面、第二子环面、第三子环面。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述对所述分割后的多个子环面进行周向分割，得到多个面积相等的分割单元包括：

沿所述展开环面的径向获取所述展开环面上的基准线；

以所述基准线为参考对所述第一子环面沿周向分割，得到第一数量的分割单元；

以所述基准线为参考对所述第二子环面沿周向分割，得到第二数量的分割单元；

以所述基准线为参考对所述第三子环面沿周向分割，得到第三数量的分割单元，其中，所述第一数量的分割单元、所述第二数量的分割单元、所述第三数量的分割单元的面积相等。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：

若得到的所述多个分割单元的面积不相等，则调整所述第一数量、第二数量、第三数量，使得所述多个分割单元的面积相等。

5.根据权利要求1～4任一所述的方法，其特征在于，所述根据所述多个面积相等的分割单元获取所述螺旋曲面的测点包括：

分别获取所述多个面积相等的分割单元各自对应的重心坐标，所述重心坐标即为所述螺旋曲面的测点。

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