一种天线罩成型模具型面修正方法

标题：一种天线罩成型模具型面修正方法

摘要：本发明涉及一种天线罩成型模具型面修正方法，技术特征在于：利用数控测量机测量天线罩实物的外形曲面，得到天线罩的测量点云数据。通过天线罩测量点云测量与天线罩的设计曲面进行匹配，计算出两者之间的偏差，以此偏差值为变形量，在天线罩成型模具设计时对模具型面做相应的修正，进而快速制造出高精度的天线罩。本发明通过变形规律及各点的变形计算对天线罩成型模具型面进行修正，提高了天线罩成型精度。相比于常规试模修模方法，减少了试模、修模次数及模具设计时间，提高了材料利用，显著降低天线罩制造成本。

申请号：CN201010590601.4

申请日：2010/12/14

申请人：西北工业大学; 陕西飞机工业(集团)有限公司

首项权利要求：1.一种天线罩成型模具型面修正方法，其特征在于步骤如下：
步骤1确定天线罩设计曲面最高点和测量点云数据的最高点：
采用初始模具加工天线罩，利用数控测量机测量天线罩的外形曲面，得到天线罩的测量点云数据，将天线罩的测量点云数据按Z轴坐标进行排序，最大Z值的点为初始模具加工的天线罩最高点(xh，yh，zh)；所述初始模具的型面来源于天线罩的设计曲面；
采用CATIA软件将天线罩的设计曲面进行离散得到天线罩的设计曲面点云数据，设计曲面建模时的最高点(0，0，0)为点云数据的最高点；
步骤2确定天线罩设计曲面点云数据的最高点法线和测量点云数据的最高点法线：
采用双三次B样条插值对天线罩的测量点云数据进行拟合，得到测量点云数据的最高点处曲面片参数方程：r＝r(u，v)，其中u为测量点云数据的最高点处曲面片截面参数方向，v为测量点云数据的最高点处曲面片另一控制参数方向；
通过曲面片参数方程求出通过最高点处r＝r(u0，v0)的两个方向切矢：u向切矢
v向切矢
计算出最高点的单位法矢：
采用双三次B样条插值对天线罩的设计曲面点云数据进行拟合，得到设计曲面点云数据的最高点处曲面片参数方程：r′＝r′(u′，v′)，其中u′为设计曲面点云数据的最高点处曲面片截面参数方向，v′为设计曲面点云数据的最高点处曲面片另一控制参数方向；通过曲面片参数方程求出通过最高点处r′＝r′(u′0，v′0)的两个方向切矢：u′向切矢
v′向切矢
进而计算出最高点的单位法矢：
步骤3合天线罩设计曲面点云数据的最高点和测量点云数据的最高点：
计算天线罩测量点云数据的最高点(xh，yh，zh)平移至天线罩设计曲面点云数据的最高点(0，0，0)的平移向量(-xh，-yh，-xh)，将天线罩测量点云数据中所有点按向量(-xh，-yh，-zh)进行平移，使得天线罩设计曲面点云数据的最高点和测量点云数据的最高点的重合；
步骤4重合天线罩设计曲面点云数据的最高点法线和测量点云数据的最高点法线：
根据天线罩测量点云数据的最高点法线
旋转至天线罩设计曲面点云数据的最高点法线
方向的旋转角度α，β，γ和旋转变换矩阵，分别绕X、Y、Z轴进行旋转，将天线罩测量点的坐标(x，y，z)旋转为坐标(x′，y′，z′)；
x轴旋转变换矩阵
旋转角度为α，
y轴旋转变换矩阵
旋转角度为β，
z轴旋转变换矩阵
旋转角度为，
所述α，β，γ符合右手螺旋规则；
步骤5计算天线罩测量点云数据在天线罩设计曲面上的投影点：
通过旋转后得到的天线罩测量点坐标(x′，y′，z′)和天线罩设计曲面，利用VB对CATIA进行二次开发，调用CATIA中创成式外形设计模块的投影功能，计算天线罩测量点在天线罩设计曲面上的投影点坐标；
步骤6计算最小距离目标函数，匹配测量曲面和设计曲面：
将天线罩测量点云数据以天线罩设计曲面点云数据的最高点法线为旋转轴，在0°～360°的范围内旋转并以角度增量为1°计算距离目标函数F，以距离目标函数的最小值
所对应的旋转角度η为天线罩测量点云数据和天线罩设计曲面点云数据的匹配位置，实现测量曲面和设计曲面匹配；所述距离目标函数F为天线罩测量点云数据点p(xi，yi，zi)到天线罩设计曲面上对应投影点p′(x′i，y′i，z′i)的距离平方和
其中
步骤7在天线罩设计曲面上进行反向补偿修正天线罩成型模具型面：
以
对天线罩设计曲面进行修正，将所有修正曲面上对应点坐标导入CATIA的Digitized?Shape?Editor模块中，利用Mesh?Creation功能生成天线罩成型模具型面的修正曲面；其中：O为原点，e为修正系数，
(xi，yi，zi)为测量点云数据点，(x′i，y′i，z′i)为该点在天线罩设计曲面的投影点，所述的修正系数e为-1～0。

专利类型：发明申请