[發明專利]一種用于確定刀觸點的方法、裝置和系統

有效

• 申請號: 201711382471.3
• 申請日: 2017-12-20
• 公開（公告）號: CN108268009B
• 公開（公告）日: 2020-10-27
• 發明（設計）人: 李振瀚;李喜艷;楊帆;干力雄;顏昌亞;孫艷艷;陳吉紅
• 申請（專利權）人: 華中科技大學
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 上海一平知識產權代理有限公司 31266
• 代理人: 成春榮;竺云

本公開內容涉及用于確定刀觸點的方法和裝置。一個實施例公開了一種用于確定刀觸點的方法，包括：確定離散工件表面得到的三角片模型；建立刀具的刀具圓環體的包圍盒；確定刀觸點的候選點，其中所述確定刀觸點的候選點，包括：確定投影平面，所述投影平面包含投影方向和所述三角片模型中的第一邊，所述投影方向為所述刀具向所述工件表面投影的方向；根據所述投影平面與所述包圍盒相交的點確定所述刀具圓環體在所述第一邊上的投影區域；根據所述投影區域尋找最優點，其中所述最優點為所述刀具圓環體與所述第一邊的切點；響應于在所述第一邊上找到最優點，將所述最優點作為刀觸點的候選點。本公開還描述了相應的裝置以及計算機系統和計算機可讀存儲介質。

技術領域

本發明總體上涉及銑削加工領域，并且特別涉及用于確定刀觸點的方法、裝置和系統。

背景技術

計算機數控(Computer Numerical Control,CNC)加工在制造業中占據了非常重要的位置。例如，普遍使用的立式加工中心(三軸加工)存在只能進行簡單的平面加工的問題，并且只能針對一個平面進行加工。隨著技術的不斷發展，五軸加工技術開始逐漸得到應用。五軸加工與三軸加工相比，增加了兩個旋轉軸的自由度，可以實現刀具和被加工表面更好的貼合性，并且能夠減少加工時間、提高表面加工精度。但是無論是三軸加工還是五軸加工都需要計算加工刀具的軌跡，特別是對于五軸加工，軌跡的計算非常重要但也非常復雜。

刀具加工軌跡的設計需要確定刀觸點、刀位點，從而根據刀具的初始位置得到刀具的加工軌跡。因此，如何簡單、準確地確定刀觸點成為確定刀具加工軌跡的一個關鍵所在。

發明內容

總體上，本發明的實施例提出一種用于確定刀觸點的技術方案。

在一個方面，本發明的實施例提供一種用于確定刀觸點的方法。所述方法包括：確定離散工件表面得到的三角片模型；建立刀具的刀具圓環體的包圍盒；確定刀觸點的候選點。其中所述確定刀觸點的候選點，包括：確定投影平面，所述投影平面包含投影方向和所述三角片模型中的第一邊，所述投影方向為所述刀具向所述工件表面投影的方向；根據所述投影平面與所述包圍盒相交的點確定所述刀具圓環體在所述第一邊上的投影區域；根據所述投影區域尋找最優點，其中所述最優點為所述刀具圓環體與所述第一邊的切點；響應于在所述第一邊上找到最優點，將所述最優點作為刀觸點的候選點。

本發明一實施例中，所述方法進一步包括：響應于還有候選邊，從所述候選邊中選擇一個邊作為所述第一邊并執行所述確定刀觸點的候選點的步驟，其中，所述候選邊包括所述三角片模型中特定范圍內的三角片的邊中未曾作為第一邊的邊；響應于沒有候選邊，將所述候選點中沿著所述投影方向的反方向到所述刀具圓環體的投影距離最短的點作為刀觸點。

本發明一實施例中，所述包圍盒為包絡著所述刀具圓環體的包圍盒。

本發明一實施例中，所述包圍盒為AABB。

本發明一實施例中，所述AABB的底面為正方形，所述正方形的邊長為2(b+R)，所述AABB的高為h，其中所述刀具圓環體的圓心為(b,h)，半徑為R，刀具圓環體底面的圓心為原點。

本發明一實施例中，所述方法進一步包括：確定所述投影平面是否能夠與所述包圍盒相交；響應于所述投影平面與所述包圍盒沒有交點，確定向所述第一邊投影失敗；所述根據所述投影平面與所述包圍盒相交的點確定所述刀具圓環體在所述第一邊上的投影區域，包括：響應于所述投影平面與所述包圍盒有交點，根據所述投影平面與所述包圍盒相交的點確定所述刀具圓環體在所述第一邊上的投影區域。

本發明一實施例中，所述方法進一步包括以下至少之一：響應于所述投影方向和所述第一邊平行且所述第一邊或者所述第一邊的延長線能夠與所述刀具圓環體相交，將所述第一邊的兩個端點中在所述投影方向上最靠近所述刀具圓環體的端點作為刀觸點的候選點；響應于所述投影方向和所述第一邊平行且所述第一邊和所述第一邊的延長線都不能與所述刀具圓環體相交，確定向所述第一邊投影失敗。