一种3维加工轨迹到5轴运动控制数据转换方法及系统与流程

技术特征：

1.一种3维加工轨迹到5轴运动控制数据转换方法，其特征在于，包括：

对加工曲面进行曲面参数方程拟合；

获取输入的加工轨迹数据，并通过坐标变换得到在拟合后的曲面方程上的三维坐标；

根据所述三维坐标，利用曲面拟合计算加工轨迹中各轨迹点的法向量；

根据所述三维坐标以及所述法向量计算得到5轴位移量；

根据两量控制点的运行时间以及所述5轴位移量，计算5轴各轨迹点的速度及加速度。

2.根据权利要求1所述的3维加工轨迹到5轴运动控制数据转换方法，其特征在于，对加工曲面进行曲面参数方程拟合，包括：

将扫描系统处理后得到的目标曲面点云数据，通过坐标系统转换得到符合条件的空间坐标数据；

利用所述空间坐标数据建立线性方程组来确定曲面方程；

利用矩阵运算求解所述线性方程组，得到所述曲面方程的各个参数。

3.根据权利要求2所述的3维加工轨迹到5轴运动控制数据转换方法，其特征在于，根据所述三维坐标，利用曲面拟合计算加工轨迹中各轨迹点的法向量，包括：

对所述三维坐标进行曲面拟合得到加工轨迹中各轨迹点的法向量，并将所述法向量进行归一化处理得到加工轨迹中各轨迹点的单位法向量。

4.根据权利要求3所述的3维加工轨迹到5轴运动控制数据转换方法，其特征在于，根据所述三维坐标以及所述法向量计算得到5轴位移量，包括：

根据所述单位法向量逆推出RX轴和RZ轴的位移量(P_rx,P_rz)；

根据所述三维坐标逆推出X轴、Y轴、Z轴的位移量(P_x,P_y,P_z)；

利用RX轴和RZ轴的位移量以及X轴、Y轴、Z轴的位移量，得到5轴位移量(P_x,P_y,P_z,P_rx,P_rz)。

5.根据权利要求4所述的3维加工轨迹到5轴运动控制数据转换方法，其特征在于，根据两量控制点的运行时间以及所述5轴位移量，计算5轴各轨迹点的速度及加速度，包括：

将加工轨迹(ΔP_xi,ΔP_yi,ΔP_zi,ΔP_rxi,ΔP_ryi)分割成N条曲线段Δd_i，并确定每条曲线段的运行时间Δt_i；

利用所述Δd_i以及所述Δt_i，计算5个轴在每条曲线段内的移动速度(v_xi,v_yi,v_zi,v_rxi,v_rzi)以及加速度(a_xi,a_yi,a_zi,a_rxi,a_rzi)。

6.一种3维加工轨迹到5轴运动控制数据转换系统，其特征在于，包括：

拟合模块，用于对加工曲面进行曲面参数方程拟合；

三维坐标获取模块，用于获取输入的加工轨迹数据，并通过坐标变换得到在拟合后的曲面方程上的三维坐标；

法向量计算模块，用于根据所述三维坐标，利用曲面拟合计算加工轨迹中各轨迹点的法向量；

5轴位移量计算模块，用于根据所述三维坐标以及所述法向量计算得到5轴位移量；

5轴运动控制数据计算模块，用于根据两量控制点的运行时间以及所述5轴位移量，计算5轴各轨迹点的速度及加速度。

7.根据权利要求6所述的3维加工轨迹到5轴运动控制数据转换系统，其特征在于，所述拟合模块，包括：

坐标筛选单元，用于将扫描系统处理后得到的目标曲面点云数据，通过坐标系统转换得到符合条件的空间坐标数据；

曲面方程确定单元，用于利用所述空间坐标数据建立线性方程组来确定曲面方程；

曲面方程参数求解单元，用于利用矩阵运算求解所述线性方程组，得到所述曲面方程的各个参数。

8.根据权利要求7所述的3维加工轨迹到5轴运动控制数据转换系统，其特征在于，所述法向量计算模块具体为对所述三维坐标进行曲面拟合得到加工轨迹中各轨迹点的法向量，并将所述法向量进行归一化处理得到加工轨迹中各轨迹点的单位法向量的模块。

9.根据权利要求8所述的3维加工轨迹到5轴运动控制数据转换系统，其特征在于，所述5轴位移量计算模块，包括：

第一计算单元，用于根据所述单位法向量逆推出RX轴和RZ轴的位移量(P_rx,P_rz)；

第二计算单元，用于根据所述三维坐标逆推出X轴、Y轴、Z轴的位移量(P_x,P_y,P_z)；

5轴位移量单元，用于利用RX轴和RZ轴的位移量以及X轴、Y轴、Z轴的位移量，得到5轴位移量(P_x,P_y,P_z,P_rx,P_rz)。

10.根据权利要求9所述的3维加工轨迹到5轴运动控制数据转换系统，其特征在于，所述5轴运动控制数据计算模块，包括：

分割单元，用于将加工轨迹(ΔP_xi,ΔP_yi,ΔP_zi,ΔP_rxi,ΔP_ryi)分割成N条曲线段Δd_i，并确定每条曲线段的运行时间Δt_i；

5轴运动控制数据计算单元，用于利用所述Δd_i以及所述Δt_i，计算5个轴在每条曲线段内的移动速度(v_xi,v_yi,v_zi,v_rxi,v_rzi)以及加速度(a_xi,a_yi,a_zi,a_rxi,a_rzi)。