[發明專利]面向熔融成型與切削復合加工的數控代碼生成方法和裝置

有效

• 申請號: 201711115270.7
• 申請日: 2017-11-13
• 公開（公告）號: CN107745515B
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 鄒斌;王鵬;丁守嶺;邢宏宇;付祥松;陳清華;黃傳真
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B29C64/118
• 分類號: B29C64/118;B29C64/194;B29C64/386;B29C64/393;B33Y50/00;B33Y50/02;B33Y40/00
• 代理公司: 濟南圣達知識產權代理有限公司 37221
• 代理人: 黃海麗

本發明公開了一種面向熔融成型與切削復合加工的數控代碼生成方法和裝置，所示方法包括：接收待打印模型的增材制造數控代碼；接收用戶輸入的減材制造工藝參數，所述減材制造工藝參數包括切削分層數，表示每次進行減材前增材的層數，這些層即為特征層；針對每個特征層對應的增材制造數控代碼，從所述增材制造數控代碼中提取增材制造的特征代碼，替換成減材制造的特征代碼；生成所述特征層對應的減材制造數控代碼；根據各特征層對應的增材制造數控代碼和減材制造數控代碼生成增材和減材復合的數控代碼。相比于傳統的增材完成后再進行檢測的方式，采用本發明生成的數控代碼能夠得到表面質量更好的模型。

技術領域

本發明屬于3D打印領域，尤其涉及一種面向熔融成型與切削復合加工的數控代碼生成方法和裝置。

背景技術

熔融成型增材制造可以完成復雜結構零件的成型，但成型件的表面質量不高；減材制造可以提高已成型零件的表面質量，但對復雜表面的加工難度較大。綜合增減材制造各自的優點，將二者結合既可以高效快速完成復雜零件的近凈成型，又可以保證加工精度，有很重要的研究意義。尤其是在控制加工路徑規劃方法，如何自動生成統一的數控代碼控制設備實現增材和減材加工過程是急需研究的。

其一，目前增材制造系統的工作過程是，利用設計出的計算機三維模型，對模型選擇合適的分層方向與厚度，將目標三維模型分層離散為一組有序的二維輪廓集合，每一層的二維輪廓即為一個切片；然后，根據每層切片的二維輪廓信息，調整工藝參數，獲得增材制造設備可識別的路徑規劃軌跡的數控代碼，逐點處理即可完成增材制造單層處理過程；最后，根據已獲得的每層數控代碼，按照其掃描軌跡逐層加工，并使用不同的工藝將各層粘結在一起，即可得到一個完整的三維模型實體。

其二、減材制造是通過計算機輔助設計(CAD)和制造(CAM)軟件，提前確定好刀具、加工工藝等參數標準，利用UG中的數控加工(CNC)模塊，在圖形方式下觀測刀具沿軌跡運動，并進行圖形化修改，實現通用的點位加工編程功能，從而在實體模型上自動生成加工程序代碼并保存，進而完成控制和驅動主軸、進給等系統做銑削、鉆孔等操作。無論如何，增材制造具有個性化、復雜結構制造的能力，但是加工表面質量和精度不足；減材制造具有高精度和高質量加工能力，但是對復雜結構的加工能力效率偏低；由此集成增材與減材的加工方法逐步成為研究熱點。由于增材制造加工零件結構的復雜性，一些待加工表面在完全打印后不易加工表面，因此，對于復雜結構的零件，采用增材完再減材的方式，加工表面質量和精度仍然難以保證。

如何提高增減材制造過程中復雜零件表面質量和精度，是本領域技術人員目前需要解決的技術問題。

發明內容

為克服上述現有技術的不足，本發明提供了一種面向熔融成型與切削復合加工的數控代碼生成方法和裝置，該方法通過對增材制造數控代碼解析，采用用戶輸入的減材制造參數對其進行修改得到減材數控代碼，進而得到符合代碼，并且每次減材是在增材一部分層數之后進行的，實現了增減交替的“邊打邊切”功能。

為實現上述目的，本發明采用如下技術方案：

一種面向熔融成型與切削復合加工的數控代碼生成方法，包括以下步驟：

接收待打印模型的增材制造數控代碼；

接收用戶輸入的減材制造工藝參數；

接收用戶輸入的減材制造工藝參數，所述減材制造工藝參數包括切削分層數，表示每次進行減材前增材的層數，這些層即為特征層；

針對每個特征層對應的增材制造數控代碼，從所述增材制造數控代碼中提取增材制造的特征代碼，替換成減材制造的特征代碼，生成所述特征層對應的減材制造數控代碼；

根據各特征層對應的增材制造數控代碼和減材制造數控代碼生成增材和減材復合的數控代碼。

進一步地，所述增材和減材復合的數控代碼由每個特征層的增材制造數控代碼和減材制造數控代碼組成。