(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211056314.4 (22)申请日 2022.08.30 (71)申请人 天津大学 地址 300000 天津市南 开区卫津路9 2号 (72)发明人 李泽骁　张效栋　张昊　 (74)专利代理 机构 北京众合诚成知识产权代理 有限公司 1 1246 专利代理师 张海洋 (51)Int.Cl. B24B 13/00(2006.01) G06F 30/17(2020.01) G06F 30/20(2020.01) (54)发明名称 一种内壁 光学表面抛光路径计算方法 (57)摘要 本发明涉及机械加工领域， 尤其涉及一种内 壁光学表面抛光路径计算方法， 包括： 利用待抛 光工件坐标系建立与待抛光工件坐标系平行的 机械臂坐标系； 利用所述机械臂坐标系获取抛光 路径基础矢量； 利用所述抛光路径基础矢量得到 内壁光学表 面抛光路径， 可对分布在侧壁的内壁 光学表面进行抛光， 且抛光方法能够实现表面加 工纹理去除的效果， 提升表面质量， 解决内壁光 学表面加工纹理去除中的空间小， 位置灵活， 且 需要通过人工手抛进行纹理去除的费时费力， 工 艺不可控的难题。 权利要求书3页 说明书7页 附图3页 CN 115415886 A 2022.12.02 CN 115415886 A 1.一种内壁 光学表面抛光路径计算方法， 其特 征在于， 包括： S1、 利用待抛光工件坐标系建立与待抛光工件坐标系平行的机 械臂坐标系； S2、 利用所述机 械臂坐标系获取 抛光路径基础矢量； S3、 利用所述抛光路径基础矢量得到内壁 光学表面抛光路径。 2.如权利要求1所述的一种内壁光学表面抛光路径计算方法， 其特征在于， 所述利用待 抛光工件坐标系建立与待抛光工件坐标系平行的机 械臂坐标系包括： 根据待抛光工件坐标系的X、 Y轴确定与待抛光工件坐标系X、 Y轴平行的初始机械臂坐 标系X、 Y轴； 根据抛光工具指向确定初始机 械臂坐标系Z轴方向； 利用所述初始机 械臂坐标系X、 Y、 Z轴建立机 械臂坐标系。 3.如权利要求1所述的一种内壁光学表面抛光路径计算方法， 其特征在于， 利用所述机 械臂坐标系获取 抛光路径基础矢量包括： 利用所述机械臂坐标系的原点与待抛光工件坐标系的原点获取机械臂坐标系与待抛 光工件坐标的原点向量； 利用所述机 械臂坐标系与待抛光工件坐标的原点向量作为抛光路径基础矢量。 4.如权利要求1所述的一种内壁光学表面抛光路径计算方法， 其特征在于， 利用所述抛 光路径基础矢量得到内壁 光学表面抛光路径包括： 利用待抛光工件获取与待抛光工件的初始抛光路径点 集合； 利用待抛光工件坐标系计算所述抛光路径点 集合中各抛光路径点的单位法向矢量； 利用所述抛光路径点集合中各抛光路径点的单位法向矢量计算抛光路径点集合中各 初始抛光路径点； 利用所述抛光路径点 集合中各初始抛光路径点得到试运行 抛光路径点 集合； 利用所述试运行抛光路径点集合进行空间干涉检查得到待抛光工件的抛光路径点集 合； 利用所述待抛光工件的抛光路径点 集合作为内壁 光学表面抛光路径。 5.如权利要求4所述的一种内壁光学表面抛光路径计算方法， 其特征在于， 所述利用待 抛光工件坐标系计算所述抛光路径点 集合中各抛光路径点的单位法向矢量的计算式如下： F＝(x,y,z)＝0 其中， F＝(x， y， z)为基于待抛光工件坐标系的抛光路径点集合中各抛光路径点的表面 方程解析表达式， N＝(u， v， w)为基于待 抛光工件坐标系的抛光路径点集合中各抛光路径 点 的单位法向矢量。 6.如权利要求4所述的一种内壁光学表面抛光路径计算方法， 其特征在于， 利用所述抛 光路径点集合中各抛光路径点的单位法向矢量计算抛光路径点集合中各初始抛光路径点 的计算式如下：权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115415886 A 2其中， (X， Y， Z)为初始抛光路径点， (u， v， w)为基于待抛光工件坐标系的抛光路径点集 合中各抛光路径点的单位法向矢量， (xp， yp， zp)为抛光路径点， (a， b， c)为抛光路径基础矢 量。 7.如权利要求4所述的一种内壁光学表面抛光路径计算方法， 其特征在于， 利用所述抛 光路径点 集合中各初始抛光路径点得到试运行 抛光路径点 集合包括： 当抛光工具指向与机械臂坐标系Z轴相同时， 利用所述抛光路径点集合中各初始抛光 路径点计算与初始抛光路径点对应的各 试运行抛光路径点； 利用所述各 试运行抛光路径点得到试运行 抛光路径点 集合。 8.如权利要求7所述的一种内壁光学表面抛光路径计算方法， 其特征在于， 利用所述抛 光路径点集合中各初始抛光路径点计算与初始抛光路径点对应的各试运行抛光路径点的 计算式如下： β ＝arccos w,γ＝0 (X,Y,Z)＝(xp,yp,zp)+(a,0,c) ‑(csinθ,0,ccosθ )‑(acosθ,0,asi nθ ) α ＝0, γ＝0 其中， (X,Y,Z， α， β， γ)为初始抛光路径点对应的各试运行抛光路径点， (u， v， w)为基于 待抛光工件坐标系的抛光路径点 集合中各抛光路径点的单位法向矢量。 9.如权利要求4所述的一种内壁光学表面抛光路径计算方法， 其特征在于， 利用所述试 运行抛光路径点 集合进行空间干涉检查得到待抛光工件的抛光路径点 集合包括： 利用试运行抛光路径点集合进行可视化仿真后， 判断试运行抛光路径点集合中任一点 是否与待抛光工件存在空间干涉， 若是， 则对试运行抛光路径点集合进行空间干涉优先处 理， 否则， 输出 试运行抛光路径点 集合作为待抛光工件的抛光路径点 集合。 10.如权利要求9所述的一种内壁光学表面抛光路径计算方法， 其特征在于， 所述对试 运行抛光路径点 集合进行空间干涉优先处 理包括： 对所述试运行抛光路径点集合中各试运行抛光路径点的β 值基于空间干涉角度阈值进 行调整得到试运行 抛光路径点处 理集合； 利用所述试运行抛光路径点处理集合进行可视化仿真后， 判断试运行抛光路径点处理 集合中任一点是否与待抛光工件存在空间干涉， 若是， 则返回步骤S1， 否则， 输出试运行抛 光路径点处 理集合作为待抛光工件的抛光路径点 集合；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115415886 A 3