[發明專利]一種基于象限區域引導的偽隨機島型掃描路徑規劃方法有效
| 申請號： | 201611202579.5 | 申請日： | 2016-12-23 |
| 公開（公告）號： | CN106853526B | 公開（公告）日： | 2019-01-18 |
| 發明（設計）人： | 張長東;強旭輝;劉婷婷;石立;韓邢峰;廖文和 | 申請（專利權）人： | 南京理工大學 |
| 主分類號： | B22F3/105 | 分類號： | B22F3/105;B33Y10/00;B33Y50/02 |
| 代理公司： | 南京理工大學專利中心 32203 | 代理人： | 朱寶慶 |
| 地址： | 210094 *** | 國省代碼： | 江蘇;32 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 象限 區域 引導 隨機 掃描 路徑 規劃 方法 | ||
本發明提供一種基于象限區域引導的偽隨機島型掃描路徑規劃方法。該方法包括以下步驟：步驟一，根據輸入的三維模型切片數據計算獲取切片的輪廓包圍盒；步驟二，根據步驟一所得到的切片輪廓包圍盒布置正方形格子，正方形格子的集合記為{Sij}p×q；步驟三，將集合{Sij}p×q中的格子逐個與輸入的格子與輸入的切片輪廓進行布爾求交運算得到離散切片集合{C1ij}p×q；步驟四，濾除{C1ij}p×q中為空的切片得到集合{C2ij}p×q；步驟五，對于{C2ij}p×q定義基于象限區域引導的偽隨機島形加載策略，得到最終的切片集合{Cij}p×q；步驟六，遍歷集合{Cij}p×q，針對每一個離散切片求取內部掃描填充路徑，得到格子路徑集合{Pij}p×q。
技術領域
本發明設計一種增材制造技術領，特別是一種基于象限區域引導的偽隨機島型掃描路徑規劃方法。
背景技術
激光選區熔化技術的機理無非是高能激光束與粉末狀材料之間的作用，即成形過程中能量吸收與傳遞范圍控制機理與機制。然而，對于激光選區熔化技術，粉末在快速熔化凝固過程中產生熱量及其傳遞及其傳遞對成形能力、殘余應力與變形具有重大影響。因此，合理的激光掃描路徑是對熱量的有效管理和控制，能夠在很大程度上避免零件產生過大變形。
目前，增材制造技術對金屬實體采用四種掃描路徑生成方式，即軸平行掃描、等距、變角度平行掃描以及棋盤分區掃描。其中主要采取的對熱量進行分配和控制的方法是通過平面輪廓生成棋盤狀分區并生成掃描路徑。
棋盤分區掃描對輸入熱量的管理和控制主要體現在其棋盤格子的加載策略上，目前大多數軟件所采用的加載策略為，回形加載，或者隨機加載，這些加載策略難以對高能束激光的輸入熱量進行有效管理和控制。
發明內容
本發明的目的在于提供一種基于象限區域引導的偽隨機島型掃描路徑規劃方法，該方法能夠克服高能束激光加工過程中無法對輸入熱量進行有效管理和控制的問題。
該方法包括以下步驟：
步驟1，建立直角坐標系將切片放置于直角坐標系中獲取切片輪廓坐標信息并獲取切片輪廓包圍盒，其中包圍盒邊界由切片輪廓在直角坐標系中x、y軸最大值、最小值對應的平行于x、y軸的直線組成；
步驟2，布置正方形格子覆蓋包圍盒，正方形格子的集合記為{Sij}p×q，其中p、q分別為正方形格子的行數和列數，i∈p，j∈q；
步驟3，將集合{Sij}p×q中的格子逐個與切片輪廓進行布爾求交運算得到離散切片集合{C1ij}p×q；
步驟4，濾除{C1ij}p×q為空的切片得到集合{C2ij}p×q；
步驟5，對于{C2ij}p×q定義基于象限區域引導的偽隨機島形加載策略，得到最終的切片集合{Cij}p×q；
步驟6，遍歷集合{Cij}p×q針對每一個切片求取內部掃描填充路徑，得到格子路徑集合{Pij}p×q。
基于上述方法，所述步驟5具體包括以下步驟：
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