刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法、装置和计算机设备与流程

1.本发明涉及刀具制造领域，尤其涉及刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法、装置、计算机设备和存储介质。


背景技术：

2.整体式刀具需要针对不同的被加工材料以及不同的刀具类型，设计相应的刀具螺旋槽结构，并根据设计的螺旋槽结构，在待磨刀具上加工出满足误差条件的螺旋槽。目前螺旋槽的制造方法通常是利用包络原理，使用标准砂轮对待磨刀具进行刃磨，这种方法能够通过调整砂轮的位姿，得到不同的螺旋槽结构。因此在制造前需要根据螺旋槽的结构反向求解出砂轮的位姿。而现有的反向求解砂轮位姿的方法往往需要建立复杂的求解方程，求解的算法复杂、计算效率低。


技术实现要素：

3.基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够算法简单、计算效率高的刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法、装置、计算机设备和存储介质。
4.刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法，包括：
5.获取砂轮的初始位姿参数值。
6.根据初始位姿参数值对位姿参数进行迭代，根据迭代后的位姿参数值更新刀具的螺旋槽参数值，当螺旋槽参数值满足预设的螺旋槽误差条件时，获得目标位姿参数值。
7.刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划装置，包括：
8.获取模块，获取砂轮的初始位姿参数值。
9.迭代模块，用于根据初始位姿参数值对位姿参数进行迭代，根据迭代后的位姿参数值更新刀具的螺旋槽参数值，当螺旋槽参数值满足预设的螺旋槽误差条件时，获得目标位姿参数值。
10.计算机设备，包括存储器和处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时，能够实现刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法的各方法实施例。
11.计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时，能够实现刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法的各方法实施例。
12.上述刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法、装置、计算机设备和存储介质，根据迭代算法来确定目标位姿参数值，能够有效的提高计算效率。并且根据迭代后的位姿参数值计算得到螺旋槽参数值，再根据螺旋槽参数判断位姿参数是否收敛，能够提高迭代结果的精确度。
附图说明
13.图1为本发明在xy轴所在平面上的砂轮位姿示意图；
14.图2为本发明在yz轴所在平面上的砂轮位姿示意图；
15.图3为本发明一个实施例中螺旋槽的结构示意图；
16.图4为本发明一个实施例中刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法的流程示意图；
17.图5为本发明一个实施例中获得目标位姿参数值的流程示意图；
18.图6为本发明一个实施例中刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法中迭代过程的流程示意图；
19.图7为本发明一个实施例中刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划装置的结构框图；
20.图8为本发明一个实施例中计算机设备的内部结构图。
21.其中：110-砂轮；120-刀具；130-螺旋槽；402-获取模块；404-迭代模块。
具体实施方式
22.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
23.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的一部分实施例，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付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。
24.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变，所述的连接可以是直接连接，也可以是间接连接。
25.另外，在本发明各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
26.在一个实施例中，如图1和图2所示，为一个实施例中刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法的砂轮位姿示意图。图1为在xy轴所在平面上的砂轮位姿示意图，砂轮110从刀具坐标系原点处沿y轴移动的距离为偏距yi，砂轮从刀具坐标系原点处沿x轴移动的距离为轴距xi。砂轮110的端面与刀具120的端面相交，将要在刀具120上加工出螺旋槽130，其中刀具120的半径为r
t
。图2为在yz轴所在平面上的砂轮位姿示意图，砂轮110从刀具坐标系原点处绕x轴旋转角度为安装角αi，砂轮的半径为rg。刀具120上的弧线为预先设计的螺旋槽130轮廓，刀具120的螺旋角为β。如图3所示，为螺旋槽的结构示意图，螺旋槽130是砂轮110在位姿参数值在刀具120上磨削出的螺旋状的槽。可以看出，芯厚rc为刀具120在螺旋槽130最深处的半径；槽宽φ为螺旋槽130的截面轮廓与刀具120的外径的两个交点之间的夹角；前角γ为螺旋槽130前刀面与基面之间的夹角。
27.在一个实施例中，如图4所示，为刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法的流程示意图。刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法，包括：
28.步骤202：获取砂轮的初始位姿参数值。
29.其中，砂轮的初始位姿参数值在进行第一次迭代时有解，即保证在该初始位姿参数值下砂轮可磨削到刀具并且形成螺旋槽。其数值可以根据砂轮和待磨刀具在加工时安装的位置关系，使用砂轮形状参数值、刀具形状参数值、螺旋槽设计参数值计算得到。
30.砂轮形状参数值可以根据选用的砂轮型号获得，刀具形状参数值可以测量待磨刀
具获得。螺旋槽设计参数值是预先设计的，在使用时可以直接调取。初始位姿参数值的计算可以根据如图1和图2中所示的砂轮与刀具上螺旋槽的几何关系进行。
31.步骤204：根据初始位姿参数值对位姿参数进行迭代，根据迭代后的位姿参数值更新刀具的螺旋槽参数值，当螺旋槽参数值满足预设的螺旋槽误差条件时，获得目标位姿参数值。
32.其中，本技术涉及的砂轮的位姿参数有偏距、轴距和安装角，用于在加工过程中确定砂轮的姿态。当砂轮的形状、待磨刀具的形状确定时，通过调整砂轮位姿，能够得到不同的螺旋槽结构。因此能够根据砂轮的位姿参数值、砂轮形状参数值和刀具形状参数值计算得到出螺旋槽形状，从而确定螺旋槽的参数值。
33.刀具的螺旋槽参数值可以根据包络原理计算得到，步骤包括：根据砂轮形状参数值得到砂轮轮廓；然后根据位姿参数值和刀具形状参数值得到螺旋槽在被砂轮刃磨过程中砂轮轮廓形成的曲面族方程，并根据曲面族方程获得螺旋槽的槽形；最后根据螺旋槽的槽形计算得到螺旋槽参数值。将迭代后的位姿参数值替换上述计算方法中的位姿参数值，就能对刀具的螺旋槽参数值进行更新。
34.螺旋槽参数是用来描述螺旋槽结构的参数，本技术涉及有前角、芯厚和槽宽，每个螺旋槽参数均对应有预设的螺旋槽误差条件。螺旋槽误差条件可以根据对应的结构精度要求进行设置。
35.本实施例中，设置的初始位姿参数值，能够保证在更新刀具的螺旋槽参数值时有解，避免迭代刚开始就无法得到螺旋槽参数值的情况。
36.本实施例根据迭代算法来确定目标位姿参数值，能够有效的提高计算效率。并且根据迭代后的位姿参数值计算得到螺旋槽参数值，再根据螺旋槽参数判断位姿参数是否收敛，能够提高迭代结果的精确度。
37.在一个实施例中，提供了一种刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法，迭代后的位姿参数值包括偏距值、轴距值和安装角值。如图3所示，为螺旋槽参数示意图，本实施例中的螺旋槽参数值包括前角值、芯厚值和槽宽值。根据初始位姿参数值对位姿参数进行迭代，根据迭代后的位姿参数值更新刀具的螺旋槽参数值，包括：
38.步骤a1：根据所述初始位姿参数值对位姿参数进行迭代，获得迭代后的位姿参数值。
39.其中，根据初始位姿参数值对位姿参数进行迭代，是以初始位姿参数值为初始值，根据一定迭代流程对位姿参数的旧值递推新值。本实施例中需要进行迭代的位姿参数有三个，分别是安装角、轴距和偏距，因此需要分别规划三个位姿参数的迭代流程。而规划每个位姿参数的迭代流程需要确定每个位姿参数对应的收敛条件。
40.本技术的目标是获得能够加工出符合设计要求的螺旋槽的位姿参数，因此可以根据螺旋槽参数确定位姿参数的收敛条件。具体地，根据对位姿参数与螺旋槽参数的敏感性分析结果来确定安装角、轴距和偏距对应的收敛条件。其中敏感性分析是通过控制变量法，从多个螺旋槽参数中选取对安装角、轴距和偏距影响最大的螺旋槽参数。
41.步骤a2：根据位姿参数值中的偏距值更新刀具的前角值。
42.根据敏感性分析结果可知前角值对偏距值的变化最敏感，因此根据前角值确定偏距的收敛条件，能够更为精确的判断偏距值在迭代过程中的收敛情况。
43.步骤a3：根据位姿参数值中的轴距值更新刀具的芯厚值。
44.根据敏感性分析结果可知到芯厚值对轴距值的变化最敏感，因此根据芯厚值确定轴距的收敛条件，能够更为精确的判断轴距值在迭代过程中的收敛情况。
45.步骤a4：根据位姿参数值中的安装角值更新刀具的槽宽值。
46.根据敏感性分析结果可知槽宽值对安装角值的变化最敏感，因此根据槽宽值确定安装角的收敛条件，能够更为精确的判断安装角值在迭代过程中的收敛情况。
47.本实施例中，根据各个位姿参数值更新对应的螺旋槽参数值的具体过程是：在位姿参数值迭代后，用迭代后的该位姿参数值替换迭代前的该位姿参数值，实现该位姿参数值的更新。然后使用更新的该位姿参数值替换计算螺旋槽参数值算法中的该位姿参数值进行计算，实现螺旋槽参数值的更新。最后从更新后的螺旋槽参数值中获取对应的螺旋槽参数值，完成更新。
48.本实施例中，各个位姿参数对应的收敛条件是根据敏感性分析确定的，因此在迭代过程中能够更为精确的判断各个位姿参数的收敛情况，提高迭代的准确性。
49.一个实施例中，提供了一种刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法，其中，当螺旋槽参数值满足预设的螺旋槽误差条件时，获得目标位姿参数值，包括：
50.步骤b1：取前角值和前角设计值之差的绝对值，作为前角误差值。
51.其中，前角值是从螺旋槽参数值中调取的，因此会随着螺旋槽参数值的更新而改变。前角设计值是根据预先设计的螺旋槽得到的，其数值可以根据刀具的锋利度要求等设计要求确定。前角误差值为正数，用来评价迭代后的前角值与前角设计值的相似程度。
52.步骤b2：取芯厚值和芯厚设计值之差的绝对值，作为芯厚误差值。
53.其中，芯厚值是从螺旋槽参数值中调取的，因此会随着螺旋槽参数值的更新而改变。芯厚设计值是根据预先设计的螺旋槽得到的，其数值可以根据刀具的刚性要求等设计要求确定。芯厚误差值为正数，用来判断迭代后的芯厚值与芯厚设计值的相似程度。
54.步骤b3：取槽宽值和槽宽设计值之差的绝对值，作为槽宽误差值。
55.其中，槽宽值是从螺旋槽参数值中调取的，因此会随着螺旋槽参数值的更新而改变。槽宽设计值是根据预先设计的螺旋槽得到的，其数值可以根据刀具的排屑要求等设计要求确定。槽宽误差值为正数，用来判断迭代后的槽宽值与槽宽设计值的相似程度。
56.步骤b4：当芯厚误差值小于或等于预设的芯厚误差值、前角误差值小于或等于预设的前角误差值、且槽宽误差值小于或等于预设的槽宽误差值时，获得目标位姿参数值。
57.其中，预设的芯厚误差值、预设的前角误差值和预设的槽宽误差值是根据刀具螺旋槽中各个结构的刃磨精度进行设置的。当各个螺旋槽误差值小于或等于对应的预设螺旋槽误差值时，可以认为螺旋槽该结构符合刃磨精度要求。
58.本技术中位姿参数的迭代可以同时进行或按顺序进行，但后迭代的位姿参数可能会对先迭代的位姿参数产生影响，因此当任意一个位姿参数迭代后需要对螺旋槽参数值进行更新。并且在迭代过程中单独对各个螺旋槽参数的误差值进行判断，只有当三个螺旋槽参数的误差值同时满足对应的误差条件时，获取位姿参数值作为目标位姿参数值。
59.本实施例中，在任意一个位姿参数迭代后对螺旋槽参数值进行更新，减少后迭代的位姿参数对先迭代的位姿参数产生的影响。并且同时对三个螺旋槽参数的误差值进行判断，防止螺旋槽参数的误差值不满足误差条件的情况出现，提高目标位姿参数值的精确度。
60.在一个实施例中，提供了一种刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法，前角误差值为前角值和前角设计值之差的绝对值；芯厚误差值为芯厚值和芯厚设计值之差的绝对值；槽宽误差值为槽宽值和槽宽设计值之差的绝对值。根据初始位姿参数值进行迭代，获得迭代后的位姿参数值，包括：
61.步骤c1：当前角误差值大于预设的前角误差值，且前角值小于前角设计值时，将偏距值加上预设的偏距步进值，获得迭代后的偏距值。
62.其中，前角误差值大于预设的前角误差值，表示根据当前迭代的偏距值得出的前角与设计的前角差距过大，需要继续对偏距进行迭代。
63.偏距的迭代方向也是根据敏感性分析确定的，根据敏感性分析可以得到前角值随偏距值增大而增大，随偏距值减小而减小。因此当前角值小于前角设计值时，需要使偏距值增大，具体地是将偏距值加上预设的偏距步进值，获得迭代后的偏距值。
64.各个位姿参数的步进值设置得越小迭代的次数就越多，但迭代收敛性就越好，因此设置位姿参数的步进值时需要平衡迭代次数与收敛性的关系。偏距步进值可以根据预设的前角误差值确定，优选地，偏距步进值为预设的前角误差值的十分之一。
65.步骤c2：当前角误差值大于预设的前角误差值，且前角值大于或等于前角设计值时，将偏距值减去预设的偏距步进值，获得迭代后的偏距值。
66.当前角值大于或等于前角设计值时，需要减小偏距值，具体地是将偏距值减去预设的偏距步进值，获得迭代后的偏距值。
67.步骤c3：当芯厚误差值大于预设的芯厚误差值，且芯厚值小于芯厚设计值时，将轴距值加上预设的轴距步进值，获得迭代后的轴距值。
68.轴距的迭代方向也是根据敏感性分析确定的，根据敏感性分析可以得到芯厚值随轴距值增大而增大，随轴距值减小而减小。因此当芯厚值小于芯厚设计值时，需要使轴距值增大，具体地是将轴距值加上预设的轴距步进值，获得迭代后的轴距值。轴距步进值可以根据芯厚设计值进行确定。
69.步骤c4：当芯厚误差值大于预设的芯厚误差值，且芯厚值大于或等于芯厚设计值时，将轴距值减去预设的轴距步进值，获得迭代后的轴距值。
70.芯厚误差值大于预设的芯厚误差值，需要继续对轴距进行迭代，当芯厚值大于或等于芯厚设计值时，需要减小轴距值，具体地是将轴距值减去预设的轴距步进值，获得迭代后的轴距值。
71.步骤c5：当槽宽误差值大于预设的槽宽误差值，且槽宽值小于槽宽设计值时，将安装角值减去预设的安装角步进值，获得迭代后的安装角值。
72.安装角的迭代方向也是根据敏感性分析确定的，根据敏感性分析可以得到槽宽值随安装角值增大而减小，随安装角值减小而增大。因此当槽宽值小于槽宽设计值时，需要使安装角增大，具体地是将安装角值减去预设的安装角步进值，获得迭代后的安装角值。安装角步进值可以根据预设的槽宽误差值进行确定，优选地，安装角步进值为预设的槽宽误差值的十分之一。
73.步骤c6：当槽宽误差值大于预设的槽宽误差值，且槽宽值大于或等于槽宽设计值时，将安装角值加上预设的安装角步进值，获得迭代后的安装角值。
74.芯厚误差值大于预设的芯厚误差值，需要继续对轴距进行迭代，当芯厚值大于或
等于芯厚设计值时，需要使安装角值增大，将安装角值加上预设的安装角步进值，获得迭代后的安装角值。
75.本实施例中，各个位姿参数能够按照各自的迭代方向单独进行迭代，并且各个位姿参数可以同时进行迭代或按顺序进行迭代，能够进一步优化迭代算法，提高计算效率。
76.在一个实施例中，提供了一种刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法，轴距步进值为芯厚值与芯厚设计值之差的绝对值。
77.其中，芯厚值在每次轴距值迭代后会进行更新，因此芯厚值与芯厚设计值之差在每次轴距值迭代后也会进行更新。取芯厚值与芯厚设计值之差的绝对值为轴距步进值，能够使芯厚值在迭代过程中快速逼近芯厚设计值。
78.本实施例的轴距步进值随着轴距的迭代进行更新，能够使芯厚值在迭代过程中快速逼近芯厚设计值，使轴距值快速收敛，提高迭代速度。
79.一个实施例中，如图5所示，为一个实施例中获得目标位姿参数值的流程示意图，一种刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法，迭代后的位姿参数值包括偏距值、轴距值和安装角值。前角误差值为前角值和前角设计值之差的绝对值；芯厚误差值为芯厚值和芯厚设计值之差的绝对值；槽宽误差值为槽宽值和槽宽设计值之差的绝对值。
80.根据初始位姿参数值对位姿参数进行迭代，根据迭代后的位姿参数值更新刀具的螺旋槽参数值，当螺旋槽参数值满足预设的螺旋槽误差条件时，获得目标位姿参数值，包括：
81.步骤302：当前角误差值大于或等于预设的前角误差值时，根据初始偏距值对偏距进行迭代，获取迭代后的偏距值。
82.根据敏感性分析中可知，前角对偏距值的改变最敏感，且当偏距值大于一定的数值时，会产生负前角。因此需要优先对偏距进行迭代，使前角值先逼近前角设计值，防止出现负前角的问题。
83.步骤304：根据迭代后的偏距值，对螺旋槽参数值更新，直至更新后的螺旋槽参数值中前角误差值小于预设的前角误差值时，判断更新后的螺旋槽参数值中芯厚误差值是否大于或等于预设的芯厚误差值。
84.在前角误差值小于预设的前角误差值的条件下，螺旋槽参数值中的芯厚值与芯厚设计值之差较小，因此，完成对偏距的迭代后，对轴距进行迭代能够使芯厚值快速逼近芯厚设计值，减少轴距的迭代次数，提高计算效率。
85.步骤306：当芯厚误差值大于或等于预设的芯厚误差值时，根据初始轴距值对轴距进行迭代，获取迭代后的轴距值。
86.当芯厚误差值大于或等于预设的芯厚误差值，表示轴距值不满足误差条件，需要对轴距进行迭代。
87.步骤308：根据迭代后的轴距值，返回执行对螺旋槽参数值更新的步骤，直至更新后的螺旋槽参数值中芯厚误差值小于预设的芯厚误差值时，判断更新后的螺旋槽参数值中槽宽误差值是否大于或等于预设的槽宽误差值。
88.根据迭代后的轴距值，返回对螺旋槽参数值更新，得到的前角值一般还能够满足误差条件，即前角误差值仍然小于预设的前角误差值，可以进入对轴距的迭代，直至芯厚误差值小于预设的芯厚误差值。
89.若返回对螺旋槽参数值更新，前角误差值大于或等于预设的前角误差值，说明轴距值对前角值的影响过大，需要进入对偏距的迭代，当前角误差值小于预设的前角误差值后，重新进入对轴距的迭代。
90.步骤310：当槽宽误差值大于或等于预设的槽宽误差值时，根据初始安装角值对安装角进行迭代，获取迭代后的安装角值。
91.根据敏感性分析，槽宽值的变化特性较为复杂，槽宽值随安装角值和轴距值的增大而减小，随偏距值的增大而增大，且安装角值的改变对前角值和芯厚值影响较小，因此最后对安装角迭代。
92.步骤312：根据迭代后的安装角值，返回执行对螺旋槽参数值更新的步骤，直至更新后的螺旋槽参数值中槽宽误差值小于预设的槽宽误差值，获得目标偏距值、目标轴距值和目标安装角值。
93.根据迭代后的安装角值，返回对螺旋槽参数值更新，得到的前角值以及芯厚值一般还能够满足误差条件，即前角误差值小于预设的前角误差值，并且芯厚误差值小于预设的芯厚误差值，然后再进入到对安装角的迭代，直至槽宽误差值小于预设的槽宽误差值。
94.若返回对螺旋槽参数值更新，前角误差值大于或等于预设的前角误差值，说明轴距值对前角值的影响过大，需要进入对偏距的迭代，当前角误差值小于预设的前角误差值后，重新进入对轴距的迭代。若芯厚误差值大于或等于预设的芯厚误差值，需要进入对轴距的迭代，直至芯厚误差值小于预设的芯厚误差值后，重新进入对安装角的迭代。
95.本实施例给出了一种位姿参数迭代的先后顺序，按照本实施例中先对偏距迭代，然后对轴距迭代，最后对安装角迭代的顺序，能够降低后迭代的位姿参数对先迭代的位姿参数的影响，从而减少迭代次数，提高计算效率。
96.在一个实施例中，提供了一种刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法，初始位姿参数值包括：初始安装角α0、初始轴距x0和初始偏距y0。
97.初始安装角α0设置为：
[0098][0099]
初始轴距x0设置为：
[0100]
x0＝rg rc
exp
；
[0101]
初始偏距y0设置为：
[0102][0103]
其中，β为刀具的螺旋角，rg为砂轮的半径，rc
exp
为芯厚设计值，r
t
为刀具的半径。
[0104]
本实施例根据螺旋槽设计参数、砂轮结构参数、刀具结构参数，结合砂轮与待磨刀具的位置关系，确定初始位姿参数值。使砂轮根据初始位姿参数值可以磨削到待磨刀具从而形成预设的螺旋槽形状，能够保证初次对螺旋槽参数值更新时有解。
[0105]
本实施例的初始位姿参数值设计合理，能够避免初次迭代就无法对螺旋槽参数值更新的情况，保证了本实施例中迭代算法的可靠性。
[0106]
在一个实施例中，如图6所示，为一个实施例中刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法中迭代过程的流程示意图。其中，yi表示迭代后的偏距值，xj表示迭代后的轴距值，αk表示
迭代后的安装角值。δy表示轴距步进值，δx表示偏距步进值，δα表示偏距安装角步进值。
[0107]
按照图6所示的迭代过程的流程示意图，带入具体数据获得对应的砂轮位姿参数值。
[0108]
首先，获取螺旋槽设计参数值：前角设计值γ
exp
＝16
°
、芯厚设计值rc
exp
＝1.8mm、槽宽设计值φ
exp
＝80
°
；砂轮结构参数值：砂轮厚度8mm、砂轮半径rg＝62.5mm；刀具半径r
t
＝3mm、螺旋角β＝35
°
；获取砂轮初始位姿参数以保证迭代初始计算值有解。
[0109]
然后，获取预设的前角误差值γtol＝0.5
°
、芯厚误差值rctol＝0.05mm、槽宽误差值φtol＝3
°
，并确定砂轮位姿参数的轴距步进值δx＝|rc-rc
exp
|、偏距步进值δy＝0.05mm、安装角步进值δα＝0.3
°
。
[0110]
最后，通过图6所示的刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法中迭代过程的流程示意图，获得目标位姿参数值。在目标位姿参数值下加工得到的螺旋槽参数为前角值γ＝15.8491
°
、芯厚值rc＝1.8043mm、槽宽值φ＝79.2064
°
，满足预设的前角误差值、芯厚误差值、槽宽误差值的要求，说明本技术的刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法有效。
[0111]
如表1所示，为验证根据本技术提供的刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法获得目标位姿参数值的有效性，给出了多组螺旋槽设计参数值，并根据本技术方法得到的螺旋槽实际参数值，并记录迭代时间。
[0112]
表1
[0113][0114]
根据表1可知，根据本技术得到的目标位姿参数值对刀具进行加工，能够得到满足螺旋槽误差条件的螺旋槽，并且迭代时间短，能够有效的提高计算效率。
[0115]
在一个实施例中，如图7所示，为一个实施例中刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划装置的结构框图，其中包括：获取模块402和迭代模块404，其中：
[0116]
获取模块402，用于获取砂轮的初始位姿参数值。
[0117]
迭代模块404，用于根据初始位姿参数值对位姿参数进行迭代，根据迭代后的位姿参数值更新刀具的螺旋槽参数值，当螺旋槽参数值满足预设的螺旋的槽误差条件时，获得目标位姿参数值。
[0118]
本实施例的装置根据迭代算法来确定目标位姿参数值，能够有效的提高计算效率。并且根据迭代后的位姿参数值计算得到螺旋槽参数值，再根据螺旋槽参数判断位姿参数是否收敛，能够提高迭代结果的精确度。
[0119]
在一个实施例中，迭代后的位姿参数值包括偏距值、轴距值和安装角值，螺旋槽参
数值包括前角值、芯厚值和槽宽值。迭代模块404还用于：
[0120]
根据初始位姿参数值对位姿参数进行迭代，获得迭代后的位姿参数值；
[0121]
根据位姿参数值中的偏距值更新刀具的前角值。
[0122]
根据位姿参数值中的轴距值更新刀具的芯厚值。
[0123]
根据位姿参数值中的安装角值更新刀具的槽宽值。
[0124]
本实施例中，各个位姿参数对应的收敛条件是根据敏感性分析确定的，因此在迭代过程中能够更为精确的判断各个位姿参数的收敛情况，提高迭代的准确性。
[0125]
在一个实施例中，迭代模块404还用于：当螺旋槽参数值满足预设的螺旋槽误差条件时，获得目标位姿参数值，包括：
[0126]
取前角值和前角设计值之差的绝对值，作为前角误差值。
[0127]
取芯厚值和芯厚设计值之差的绝对值，作为芯厚误差值。
[0128]
取槽宽值和槽宽设计值之差的绝对值，作为槽宽误差值。
[0129]
当芯厚误差值小于或等于预设的芯厚误差值、前角误差值小于或等于预设的前角误差值、且槽宽误差值小于或等于预设的槽宽误差值时，获得目标位姿参数值。
[0130]
本实施例中，在任意一个位姿参数迭代后对螺旋槽参数值进行更新，减少后迭代的位姿参数对先迭代的位姿参数产生的影响。迭代模块404还同时对三个螺旋槽参数的误差值进行判断，防止螺旋槽参数的误差值不满足误差条件的情况出现，提高目标位姿参数值的精确度。
[0131]
在一个实施例中，前角误差值为前角值和前角设计值之差的绝对值；芯厚误差值为芯厚值和芯厚设计值之差的绝对值；槽宽误差值为槽宽值和槽宽设计值之差的绝对值。迭代模块404还用于：
[0132]
当前角误差值大于预设的前角误差值，且前角值小于前角设计值时，将偏距值加上预设的偏距步进值，获得迭代后的偏距值。
[0133]
当前角误差值大于预设的前角误差值，且前角值大于或等于前角设计值时，将偏距值减去预设的偏距步进值，获得迭代后的偏距值。
[0134]
当芯厚误差值大于预设的芯厚误差值，且芯厚值小于芯厚设计值时，将轴距值加上预设的轴距步进值，获得迭代后的轴距值。
[0135]
当芯厚误差值大于预设的芯厚误差值，且芯厚值大于或等于芯厚设计值时，将轴距值减去预设的轴距步进值，获得迭代后的轴距值。
[0136]
当槽宽误差值大于预设的槽宽误差值，且槽宽值小于槽宽设计值时，将安装角值减去预设的安装角步进值，获得迭代后的安装角值。
[0137]
当槽宽误差值大于预设的槽宽误差值，且槽宽值大于或等于槽宽设计值时，将安装角值加上预设的安装角步进值，获得迭代后的安装角值。
[0138]
本实施例中，各个位姿参数能够按照各自的迭代方向单独进行迭代，并且各个位姿参数可以同时进行迭代或按顺序进行迭代，能够进一步优化迭代算法，提高计算效率。
[0139]
在一个实施例中，迭代后的位姿参数值包括偏距值、轴距值和安装角值。前角误差值为前角值和前角设计值之差的绝对值；芯厚误差值为芯厚值和芯厚设计值之差的绝对值；槽宽误差值为槽宽值和槽宽设计值之差的绝对值。迭代模块404还用于：
[0140]
当前角误差值大于或等于预设的前角误差值时，根据初始偏距值对偏距进行迭
代，获取迭代后的偏距值。
[0141]
根据迭代后的偏距值，对螺旋槽参数值更新，直至更新后的螺旋槽参数值中前角误差值小于预设的前角误差值时，判断更新后的螺旋槽参数值中芯厚误差值是否大于或等于预设的芯厚误差值。
[0142]
当芯厚误差值大于或等于预设的芯厚误差值时，根据初始轴距值对轴距进行迭代，获取迭代后的轴距值。
[0143]
根据迭代后的轴距值，返回执行对螺旋槽参数值更新的步骤，直至更新后的螺旋槽参数值中芯厚误差值小于预设的芯厚误差值时，判断更新后的螺旋槽参数值中槽宽误差值是否大于或等于预设的槽宽误差值。
[0144]
当槽宽误差值大于或等于预设的槽宽误差值时，根据初始安装角值对安装角进行迭代，获取迭代后的安装角值。
[0145]
根据迭代后的安装角值，返回执行对螺旋槽参数值更新的步骤，直至更新后的螺旋槽参数值中槽宽误差值小于预设的槽宽误差值，获得目标偏距值、目标轴距值和目标安装角值。
[0146]
本实施例给出了一种位姿参数迭代的先后顺序，按照本实施例中先对偏距迭代，然后对轴距迭代，最后对安装角迭代的顺序，能够降低后迭代的位姿参数对先迭代的位姿参数的影响，从而减少迭代次数，提高计算效率。
[0147]
应该理解的是，虽然上述图4、图5的流程图中各个步骤按照箭头的指示依次显示，步骤(202)至步骤(204)、步骤(302)至步骤(312)中的各个步骤按照标号指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头或者数字指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图4和图5中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
[0148]
关于刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划装置的具体限定可以参见上文中对于刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法的限定，在此不再赘述。上述刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划装置中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。
[0149]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是终端设备，其内部结构图可以如图8所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、通信接口、显示屏和输入装置。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统和计算机程序。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的通信接口用于与外部的终端进行有线或无线方式的通信，无线方式可通过wifi、运营商网络、nfc(近场通信)或其他技术实现。该计算机程序被处理器执行时以实现一种刀具螺旋槽加工砂轮的位姿规划方法。该计算机设备的显示屏可以是液晶显示屏或者电子墨水显示屏，该计算机设备的输入装置可以是显示屏上覆盖的触摸层，也可以是计算
机设备外壳上设置的按键、轨迹球或触控板，还可以是外接的键盘、触控板或鼠标等。
[0150]
本领域技术人员可以理解，图8中示出的结构，仅仅是与本技术方案相关的部分结构的框图，并不构成对本技术方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。
[0151]
在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，存储器中存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述各方法实施例的步骤。
[0152]
在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述各方法实施例的步骤。
[0153]
在一个实施例中，提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得计算机设备执行上述各方法实施例中的步骤。
[0154]
本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，该计算机程序可存储于一非易失性计算机可读存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例中流程。其中，本技术所提供的各实施例中所使用地对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和易失性存储器中的至少一种。非易失性存储器可包括只读存储器(read-only memory,rom)、磁带、软盘、闪存或光存储器等。易失性存储器可包括随机存取存储器(random access memory,ram)或外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，ram可以是多种形式，比如静态随机存取存储器(static random access memory,sram)或动态随机存取存储器(dynamic random access memory,dram)等。
[0155]
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。