CN110480075A - 基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统及方法及介质 - Google Patents
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Abstract
一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统及方法及介质，包括以下模块：扫描控制模块：对实际曲面形状进行扫描，获取实际曲面形状的点云数据集合；获取实际曲面上预设定位孔对应的实际定位点坐标；理论模型处理模块：在理论曲面模型上获取理论定位点坐标；在理论曲面模型上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；映射补偿模块：根据实际曲面形状的点云数据集合、理论曲面的离散点云数据集合，通过测地线等距原理构建理论曲面和实际曲面的映射关系；根据理论曲面和实际曲面的映射关系，对理论刀路进行补偿计算得到实际加工刀路。本发明根据变形曲面变形前后之间的映射关系，对加工刀路进行重构，提高了曲面加工精度。
Description
技术领域
本发明涉及机械加工领域，属于一种精密加工补偿方法，具体地涉及一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统及方法及介质。
背景技术
传统航空钣金蒙皮的加工方法为化学铣削加工，该方法工艺复杂且对环境污染严重而且耗时长。采用镜像铣加工之后，能用机械加工的方法对蒙皮镜像铣削，镜像铣加工里面最核心的问题是如何对变形曲面进行补偿计算从而得到实际曲面。对于航空蒙皮钣金等柔性零件，其变形问题一直是困扰其机械加工的主要问题。由于钣金变形过大，理论生成的加工刀路和加工路径在不经过处理前都无法进行机械加工。现有的处理钣金变形的方法是将理论刀路投影到实际曲面后进行机械加工。这种方法无法得到精确的机械加工刀路，投影的刀路由于进行了一定的矩阵转换，所以会产生较大的变形。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统及方法及介质。
根据本发明提供的一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统，包括以下模块：
-扫描控制模块：对实际曲面形状进行扫描，获取实际曲面形状的点云数据集合；获取实际曲面上预设定位孔对应的实际定位点坐标；
-理论模型处理模块：在理论曲面模型上获取理论定位点坐标；在理论曲面模型上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；
-映射补偿模块：根据实际曲面形状的点云数据集合、理论曲面的离散点云数据集合，通过测地线等距原理构建理论曲面和实际曲面的映射关系；根据理论曲面和实际曲面的映射关系，对理论刀路进行补偿计算得到实际加工刀路。
优选地，所述扫描控制模块在实际曲面上规划出扫描路径后，命令位置传感器根据规划的扫描路径扫描，形成曲面的表面点云数据；并根据曲面的表面点云数据，经过数据转换、过滤和处理后形成表征实际曲面形状的点云数据集合；所采用的位置传感器为线激光轮廓扫描仪。
实际曲面上预设三个以上定位孔，所述扫描控制模块规划生成确保每个定位孔都被扫描到的扫描路径后，命令位置传感器根据规划的定位孔扫描路径扫描，得到定位孔扫描数据；并根据扫描得到定位孔扫描数据，通过云分割生成每一个定位孔对应的点云集合，对每个定位孔的点云集合进行点云过滤，即过滤离群点，再进行圆心识别，最终得到每一个定位点对应点云集合的圆心坐标，即实际定位点坐标。
优选地，所述理论模型处理模块将实际曲面未变形的形状作为理论曲面，在理论曲面上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；所述点云间距大小决定了点云疏密。
优选地，所述映射补偿模块通过测地线等距原理，对于理论曲面上的每一个离散点通过映射找到实际曲面上对应的一个点坐标，建立理论曲面上的离散点和实际曲面的映射关系；
对理论曲面上的任意一个离散点通过位置计算找到在理论曲面上所对应的最近的离散点，然后建立最近离散点A和离散点B的插值关系；
根据理论曲面上的离散点和实际曲面的映射关系，在实际曲面上将插值关系应用到实际定位点，计算出理论曲面离散点在实际曲面上的点坐标；
所述测地线等距原理具体为：在曲面不发生拉伸收缩等形变的情况下，曲面上任意两点之间沿曲面的最短距离保持不变，即测地线长度保持不变；理论曲面上有两个定位点A和B，理论曲面上任意点P到理论定位点A和B的距离分别记为LA和LB；假设曲面变形，那么变形之后曲面上的定位点变为A’和B’，P点变为P’；根据测地线等距原理，即LA＝LA’，LB＝LB’来求得曲面变形后实际点P’；理论上曲面两个定位点测地线等距能够求得两个解，三个及以上的定位点能够求得一个最优解，因此定位点至少为3个。
优选地，所述映射补偿模块通过匹配点映射插值对理论刀路进行补偿计算；
对理论曲面进行网格划分，将理论曲面划分为多个等距网格曲线，每个网格曲线之间的交点为节点；
取任意理论刀路点P进行插值映射，理论点P落在网格点P1、P2、P3、P4围成的网格内；根据理论曲面和实际曲面的映射关系，找到网格点P1、P2、P3、P4在实际曲面上的映射网格点P1’、P2’、P3’、P4’；
测量理论点P在理论曲面上的测地线距离PP1、PP2、PP3、PP4，根据曲面上任意两点测地线在变形前后不变的原理，得出实际曲面上的点P’到实际网格点P1’、P2’、P3’、P4’的测地线距离也为PP1、PP2、PP3、PP4，根据实际点距离实际网格点的测地线距离，逆向求出实际点P’在曲面上的坐标值，从而得到实际加工刀路。
根据本发明提供的一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿方法，包括如下步骤：
步骤1：对实际曲面形状进行扫描，获取实际曲面形状的点云数据集合；
步骤2：对实际曲面定位孔进行扫描，获取实际定位点坐标；
步骤3：在理论曲面模型上获取理论定位点坐标；
步骤4：在理论曲面模型上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；
步骤5：根据实际曲面形状的点云数据集合、实际定位点坐标、理论定位点坐标、理论曲面的离散点云数据集合，通过测地线等距原理构建理论曲面和实际曲面的映射关系；
步骤6：根据理论曲面和实际曲面的映射关系，对理论刀路进行补偿计算得到实际加工刀路。
优选地，所述步骤1包括如下步骤：
步骤1.1：在实际曲面上规划扫描路径；
步骤1.2：位置传感器根据规划的扫描路径扫描，形成曲面的表面点云数据；
步骤1.3：根据曲面的表面点云数据，经过数据转换、过滤和处理后形成表征实际曲面形状的点云数据集合；
所述步骤2包括如下步骤：
步骤2.1：在实际曲面上预设三个以上定位孔，在定位孔上规划生成确保每个定位孔都被扫描到的扫描路径；
步骤2.2：位置传感器根据规划的定位孔扫描路径扫描，得到定位孔扫描数据；
步骤2.3：根据扫描得到定位孔扫描数据，通过云分割生成每一个定位孔对应的点云集合，对每个定位孔的点云集合进行点云过滤，即过滤离群点，再进行圆心识别，最终得到每一个定位点对应点云集合的圆心坐标，即实际定位点坐标。
优选地，所述步骤3具体为：将实际曲面未变形的形状作为理论曲面，在理论曲面模型上，通过测量定位点得到理论定位点坐标值；所述理论定位点和实际定位点的相对位置能够表征曲面的变形情况；
所述步骤4具体为：将实际曲面未变形的形状作为理论曲面，在理论曲面上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；所述点云间距大小决定了点云疏密，点云间距大小取决于曲面的尺寸。
优选地，所述步骤5包括如下步骤：
步骤5.1：通过测地线等距原理，对于理论曲面上的每一个离散点通过映射找到实际曲面上对应的一个点坐标，建立理论曲面上的离散点和实际曲面的映射关系；
步骤5.2：理论曲面上的任意一个离散点通过位置计算找到在理论曲面上所对应的最近的离散点，然后建立最近离散点A和离散点B的插值关系；
步骤5.3：根据理论曲面上的离散点和实际曲面的映射关系，在实际曲面上将插值关系应用到实际定位点，计算出理论曲面离散点在实际曲面上的点坐标；
所述步骤6通过匹配点映射插值对理论刀路进行投影补偿计算，具体包括如下步骤：
步骤6.1：对理论曲面进行网格划分，将理论曲面划分为多个等距网格曲线，每个网格曲线之间的交点为节点；理论刀路由等距直线组成，直线的端点落在曲面网格内部；
步骤6.2：取任意理论刀路点P进行插值映射，理论点P落在网格点P1、P2、P3、P4围成的网格内；
步骤6.3：根据理论曲面和实际曲面的映射关系，找到网格点P1、P2、P3、P4在实际曲面上的映射网格点P1’、P2’、P3’、P4’；
步骤6.4：求得理论点P在理论曲面上的测地线距离PP1、PP2、PP3、PP4，根据曲面上任意两点测地线在变形前后不变的原理，得出实际曲面上的点P’到实际网格点P1’、P2’、P3’、P4’的测地线距离也为PP1、PP2、PP3、PP4，根据实际点距离实际网格点的测地线距离，逆向求出实际点P’在曲面上的坐标值，从而得到实际加工刀路。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的基于点云数据的工件曲面轮廓补偿方法的步骤。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过变形曲面的测地线等距原理构建曲面变形前后之间的映射关系，实现了对加工工件的曲面重构。
2、本发明根据变形曲面变形前后之间的映射关系，对加工刀路进行重构，由理论刀路变换得到实际加工刀路，提高了曲面加工精度，适用于钣金等易变形的薄壁件进行曲面加工。
3、本发明能作为镜像铣的工艺编程方法，对镜像铣在航空蒙皮加工领域的应用具有重要意义。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明步骤1示意图。
图2为本发明步骤2示意图。
图3为本发明运用的测地线等距原理示意图。
图4为本发明理论曲面和实际曲面的映射关系建立示意图。
图5为本发明网格点和理论刀路示意图。
图6为本发明刀路重构示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提出的曲面补偿方法专门针对钣金等易变形的薄壁件进行曲面变形补偿，采用测地线等距的原理，通过定位点位置确定曲面的变形，从而进行刀路补偿计算。
本发明提供的一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统，包括以下模块：
-扫描控制模块：对实际曲面形状进行扫描，获取实际曲面形状的点云数据集合；对实际曲面定位孔进行扫描，获取实际定位点坐标；
-理论模型模块：在理论曲面模型上获取理论定位点坐标；在理论曲面模型上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；
-映射补偿模块：根据实际曲面形状的点云数据集合、实际定位点坐标、理论定位点坐标、理论曲面的离散点云数据集合，通过测地线等距原理构建理论曲面和实际曲面的映射关系；根据理论曲面和实际曲面的映射关系，对理论刀路进行匹配补偿计算得到实际加工刀路。
所述扫描控制模块在实际曲面上规划出扫描路径后，命令位置传感器根据规划的扫描路径扫描，形成曲面的表面点云数据；并根据曲面的表面点云数据，经过数据转换、过滤和处理后形成表征实际曲面形状的点云数据集合；所述位置传感器包括激光位置传感器、接触式位置传感器等能够测量位置信息的传感器；
实际曲面上预设三个以上定位孔，所述扫描控制模块规划生成确保每个定位孔都被扫描到的扫描路径后，命令位置传感器根据规划的定位孔扫描路径扫描，得到定位孔扫描数据；并根据扫描得到定位孔扫描数据，通过云分割生成每一个定位孔对应的点云集合，对每个定位孔的点云集合进行点云过滤，即过滤离群点，再进行圆心识别，最终得到每一个定位点对应点云集合的圆心坐标，即实际定位点坐标。
所述理论模型处理模块将实际曲面未变形的形状作为理论曲面，在理论曲面上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；所述点云间距大小决定了点云疏密。
所述映射补偿模块通过测地线等距原理或者等边线长度等相关类似原理，对于理论曲面上的每一个离散点通过映射找到实际曲面上对应的一个点坐标，建立理论曲面上的离散点和实际曲面的映射关系；
对理论曲面上的任意一个离散点通过位置计算找到在理论曲面上所对应的最近的离散点，然后建立最近离散点A和离散点B的插值关系；
根据理论曲面上的离散点和实际曲面的映射关系，在实际曲面上将插值关系应用到实际定位点，计算出理论曲面离散点在实际曲面上的点坐标；
所述测地线等距原理具体为：在曲面不发生拉伸收缩等形变的情况下，曲面上任意两点之间沿曲面的最短距离保持不变，即测地线长度保持不变；理论曲面上有两个定位点A和B，理论曲面上任意点P到理论定位点A和B的距离分别记为LA和LB；假设曲面变形，那么变形之后曲面上的定位点变为A’和B’，P点变为P’；根据测地线等距原理，即LA＝LA’，LB＝LB’来求得曲面变形后实际点P’；理论上曲面两个定位点测地线等距能够求得两个解，三个及以上的定位点能够求得一个最优解，因此定位点至少为3个。
所述映射补偿模块通过匹配点映射插值对理论刀路进行补偿计算；
对理论曲面进行网格划分，将理论曲面划分为多个等距网格曲线，每个网格曲线之间的交点为节点；
取任意理论刀路点P进行插值映射，理论点P落在网格点P1、P2、P3、P4围成的网格内；根据理论曲面和实际曲面的映射关系，找到网格点P1、P2、P3、P4在实际曲面上的映射网格点P1’、P2’、P3’、P4’；
测量理论点P在理论曲面上的测地线距离PP1、PP2、PP3、PP4，根据曲面上任意两点测地线在变形前后不变的原理，得出实际曲面上的点P’到实际网格点P1’、P2’、P3’、P4’的测地线距离也为PP1、PP2、PP3、PP4，根据实际点距离实际网格点的测地线距离，逆向求出实际点P’在曲面上的坐标值，从而得到实际加工刀路。
本发明提供的一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统，能够通过执行本发明提供的一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿方法中的步骤流程实现，本领域技术人员可以将所述基于点云数据的工件曲面轮廓补偿方法理解为所述基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统的优选实施方式。
本发明提供的一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿方法，尤其是采用基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统的基于点云数据的工件曲面轮廓补偿方法，具体包括如下步骤：
首先，如图1所示，扫描控制模块在理论曲面上规划出扫描路径后，令位置传感器根据规划的扫描路径进行扫描，形成曲面的扫描点云数据；根据曲面的扫描点云数据，经过数据转换、过滤和稀疏处理后形成表征实际曲面形状的点云数据集合。
第二，如图2所示，实际曲面上预设三个以上定位孔，通过扫描控制模块规划生成确保每个定位孔都被扫描到的扫描路径后，令位置传感器根据规划的定位孔扫描路径进行扫描，得到定位孔扫描数据；并将扫描数据转化为点云数据；然后，将点云数据按照定位孔的位置进行分割；并对分割后的点云进行处理，识别出孔的中心坐标，即实际定位点坐标。
第三，在理论模型分别提取出表征理论曲面形状的点云和理论定位孔的坐标值。其中，理论点云提取是将理论曲面等间距离散，点云离散的间距决定了刀路补偿的精度和速度；而理论定位孔的坐标值指的是与实际定位孔相对应的孔的坐标值；优选地，所述理论点坐标值为是实际曲面未变形时实际定位点的坐标值；所述点云离散间距为5mm。
第四，如图4所示，映射补偿模块通过测地线等距原理或者等边线长度等相关类似原理，对于理论曲面上的每一个离散点通过映射找到实际曲面上对应的一个点坐标，建立理论曲面上的离散点和实际曲面的映射关系，映射关系建立的步骤如下：
(1)计算出理论曲面点云上每一个点到理论定位点的测地线距离；
(2)计算出实际曲面点云上每一个点到实际定位点的测地线距离；
(3)在理论曲面上得到映射点的原像，通过面积坐标插值的方式求解出这些原像到理论定位点之间的距离；
(4)根据测地线等距原理或者等边线长度等相关类似原理，构建理论曲面和实际曲面的映射关系，通过投影的方式，将原像投影到实际曲面上，得到初始的像，然后使用最小二乘优化算法，找到原像对应的映射点，运用测地线等距原理，即像到实际定位点的测地线距离与原像到理论定位点间的测地线距离相等获取理论曲面与实际曲面的映射关系；
其中，所述测地线等距原理具体为：在曲面不发生拉伸收缩等形变的情况下，曲面上任意两点之间沿曲面的最短距离保持不变，即测地线长度保持不变；如图3所示，理论曲面上有两个定位点A和B，理论曲面上任意点P到理论定位点A和B的距离分别记为LA和LB；假设曲面变形，那么变形之后曲面上的定位点变为A’和B’，P点变为P’；根据测地线等距原理，即LA＝LA’，LB＝LB’来求得曲面变形后实际点P’；理论上曲面两个定位点测地线等距能够求得两个解，三个及以上的定位点能够求得一个最优解，因此定位点至少为3个。
第五，如图6所示，映射补偿模块通过匹配点映射插值对理论刀路进行投影补偿计算，具体步骤如下：
(1)对理论曲面进行网格划分，将理论曲面划分为多个等距网格曲线，每个网格曲线之间的交点为节点；如图5所示，理论刀路由等距直线组成，直线的端点落在曲面网格内部；
(2)取任意理论刀路点P进行插值映射，理论点P落在网格点P1、P2、P3、P4围成的网格内；根据理论曲面和实际曲面的映射关系，找到网格点P1、P2、P3、P4在实际曲面上的映射网格点P1’、P2’、P3’、P4’；
(3)测量理论点P在理论曲面上的测地线距离PP1、PP2、PP3、PP4，根据曲面上任意两点测地线在变形前后不变的原理，得出实际曲面上的点P’到实际网格点P1’、P2’、P3’、P4’的测地线距离也为PP1、PP2、PP3、PP4，根据实际点距离实际网格点的测地线距离，逆向求出实际点P’在曲面上的坐标值，从而得到实际加工刀路。
所述定位点即在曲面上的圆形小孔，理论曲面上称为理论定位点，实际曲面上称为实际定位点。
根据本发明提供的一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，所述计算机程序被处理器执行时实现所述的基于点云数据的工件曲面轮廓补偿方法的步骤。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。
Claims (10)
1.一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统，其特征在于，包括以下模块：
-扫描控制模块：对实际曲面形状进行扫描，获取实际曲面形状的点云数据集合；获取实际曲面上预设定位孔对应的实际定位点坐标；
-理论模型处理模块：在理论曲面模型上获取理论定位点坐标；在理论曲面模型上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；
-映射补偿模块：根据实际曲面形状的点云数据集合、理论曲面的离散点云数据集合，通过测地线等距原理构建理论曲面和实际曲面的映射关系；根据理论曲面和实际曲面的映射关系，对理论刀路进行补偿计算得到实际加工刀路。
2.根据权利要求1所述的基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统，其特征在于，所述扫描控制模块在实际曲面上规划出扫描路径后，命令位置传感器根据规划的扫描路径扫描，形成曲面的表面点云数据；并根据曲面的表面点云数据，经过数据转换、过滤和处理后形成表征实际曲面形状的点云数据集合；
实际曲面上预设三个以上定位孔，所述扫描控制模块规划生成确保每个定位孔都被扫描到的扫描路径后，命令位置传感器根据规划的定位孔扫描路径扫描，得到定位孔扫描数据；并根据扫描得到定位孔扫描数据，通过云分割生成每一个定位孔对应的点云集合，对每个定位孔的点云集合进行点云过滤，即过滤离群点，再进行圆心识别，最终得到每一个定位点对应点云集合的圆心坐标，即实际定位点坐标。
3.根据权利要求1所述的基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统，其特征在于，所述理论模型处理模块将实际曲面未变形的形状作为理论曲面，在理论曲面上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；所述点云间距大小决定了点云疏密。
4.根据权利要求1所述的基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统，其特征在于，所述映射补偿模块通过测地线等距原理，对于理论曲面上的每一个离散点通过映射找到实际曲面上对应的一个点坐标，建立理论曲面上的离散点和实际曲面的映射关系；
对理论曲面上的任意一个离散点通过位置计算找到在理论曲面上所对应的最近的离散点，然后建立最近离散点A和离散点B的插值关系；
根据理论曲面上的离散点和实际曲面的映射关系，在实际曲面上将插值关系应用到实际定位点，计算出理论曲面离散点在实际曲面上的点坐标；
所述测地线等距原理具体为：在曲面不发生拉伸收缩等形变的情况下，曲面上任意两点之间沿曲面的最短距离保持不变，即测地线长度保持不变；理论曲面上有两个定位点A和B，理论曲面上任意点P到理论定位点A和B的距离分别记为LA和LB；假设曲面变形，那么变形之后曲面上的定位点变为A’和B’，P点变为P’；根据测地线等距原理，即LA＝LA’，LB＝LB’来求得曲面变形后实际点P’；理论上曲面两个定位点测地线等距能够求得两个解，三个及以上的定位点能够求得一个最优解，因此定位点至少为3个。
5.根据权利要求1所述的基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统，其特征在于，所述映射补偿模块通过匹配点映射插值对理论刀路进行补偿计算；
对理论曲面进行网格划分，将理论曲面划分为多个等距网格曲线，每个网格曲线之间的交点为节点；
取任意理论刀路点P进行插值映射，理论点P落在网格点P1、P2、P3、P4围成的网格内；根据理论曲面和实际曲面的映射关系，找到网格点P1、P2、P3、P4在实际曲面上的映射网格点P1’、P2’、P3’、P4’；
测量理论点P在理论曲面上的测地线距离PP1、PP2、PP3、PP4，根据曲面上任意两点测地线在变形前后不变的原理，得出实际曲面上的点P’到实际网格点P1’、P2’、P3’、P4’的测地线距离也为PP1、PP2、PP3、PP4，根据实际点距离实际网格点的测地线距离，逆向求出实际点P’在曲面上的坐标值，从而得到实际加工刀路。
6.一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿方法，其特征在于，包括如下步骤：
步骤1：对实际曲面形状进行扫描，获取实际曲面形状的点云数据集合；
步骤2：对实际曲面定位孔进行扫描，获取实际定位点坐标；
步骤3：在理论曲面模型上获取理论定位点坐标；
步骤4：在理论曲面模型上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；
步骤5：根据实际曲面形状的点云数据集合、实际定位点坐标、理论定位点坐标、理论曲面的离散点云数据集合，通过测地线等距原理构建理论曲面和实际曲面的映射关系；
步骤6：根据理论曲面和实际曲面的映射关系，对理论刀路进行补偿计算得到实际加工刀路。
7.根据权利要求6所述的基于点云数据的工件曲面轮廓补偿方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤：
步骤1.1：在实际曲面上规划扫描路径；
步骤1.2：位置传感器根据规划的扫描路径扫描，形成曲面的表面点云数据；
步骤1.3：根据曲面的表面点云数据，经过数据转换、过滤和处理后形成表征实际曲面形状的点云数据集合；
所述步骤2包括如下步骤：
步骤2.1：在实际曲面上预设三个以上定位孔，在定位孔上规划生成确保每个定位孔都被扫描到的扫描路径；
步骤2.2：位置传感器根据规划的定位孔扫描路径扫描，得到定位孔扫描数据；
步骤2.3：根据扫描得到定位孔扫描数据，通过云分割生成每一个定位孔对应的点云集合，对每个定位孔的点云集合进行点云过滤，即过滤离群点，再进行圆心识别，最终得到每一个定位点对应点云集合的圆心坐标，即实际定位点坐标。
8.根据权利要求6所述的基于点云数据的工件曲面轮廓补偿方法，其特征在于，所述步骤3具体为：将实际曲面未变形的形状作为理论曲面，在理论曲面模型上，通过测量定位点得到理论定位点坐标值；所述理论定位点和实际定位点的相对位置能够表征曲面的变形情况；
所述步骤4具体为：将实际曲面未变形的形状作为理论曲面，在理论曲面上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；所述点云间距大小决定了点云疏密，点云间距大小取决于曲面的尺寸。
9.根据权利要求6所述的基于点云数据的工件曲面轮廓补偿方法，其特征在于，所述步骤5包括如下步骤：
步骤5.1：通过测地线等距原理，对于理论曲面上的每一个离散点通过映射找到实际曲面上对应的一个点坐标，建立理论曲面上的离散点和实际曲面的映射关系；
步骤5.2：理论曲面上的任意一个离散点通过位置计算找到在理论曲面上所对应的最近的离散点，然后建立最近离散点A和离散点B的插值关系；
步骤5.3：根据理论曲面上的离散点和实际曲面的映射关系，在实际曲面上将插值关系应用到实际定位点，计算出理论曲面离散点在实际曲面上的点坐标；
所述步骤6通过匹配点映射插值对理论刀路进行投影补偿计算，具体包括如下步骤：
步骤6.1：对理论曲面进行网格划分，将理论曲面划分为多个等距网格曲线，每个网格曲线之间的交点为节点；理论刀路由等距直线组成，直线的端点落在曲面网格内部；
步骤6.2：取任意理论刀路点P进行插值映射，理论点P落在网格点P1、P2、P3、P4围成的网格内；
步骤6.3：根据理论曲面和实际曲面的映射关系，找到网格点P1、P2、P3、P4在实际曲面上的映射网格点P1’、P2’、P3’、P4’；
步骤6.4：求得理论点P在理论曲面上的测地线距离PP1、PP2、PP3、PP4，根据曲面上任意两点测地线在变形前后不变的原理，得出实际曲面上的点P’到实际网格点P1’、P2’、P3’、P4’的测地线距离也为PP1、PP2、PP3、PP4，根据实际点距离实际网格点的测地线距离，逆向求出实际点P’在曲面上的坐标值，从而得到实际加工刀路。
10.一种存储有计算机程序的计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求6至9中任一项所述的基于点云数据的工件曲面轮廓补偿方法的步骤。
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