[發(fā)明專利]一種基于動(dòng)力學(xué)約束的刀具路徑確定方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011200917.8
• 申請(qǐng)日: 2020-11-02
• 公開（公告）號(hào): CN112363455B
• 公開（公告）日: 2021-09-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 袁春明;馬鴻宇;高小山;張立先
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)科學(xué)院數(shù)學(xué)與系統(tǒng)科學(xué)研究院
• 主分類號(hào): G05B19/19
• 分類號(hào): G05B19/19
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 王月松

1.一種基于動(dòng)力學(xué)約束的刀具路徑確定方法，其特征在于，包括：

獲取帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面；

對(duì)所述帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面進(jìn)行邊界的提取；每一所述邊界用點(diǎn)序列表示；

基于殘高約束，根據(jù)進(jìn)給方向?qū)Ξ?dāng)前偏置的邊界上的每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行偏置，確定當(dāng)前偏置的邊界的輪廓偏置曲線；

基于殘高約束消除所述輪廓偏置曲線中自交的輪廓曲線；將所述當(dāng)前偏置的邊界替換為下一偏置的邊界，返回所述基于殘高約束，根據(jù)進(jìn)給方向?qū)Ξ?dāng)前偏置的邊界上的每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行偏置，確定當(dāng)前偏置的邊界的輪廓偏置曲線的步驟，直至所述帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面中所有邊界偏置完成；

根據(jù)每一所述輪廓偏置曲線，基于動(dòng)力學(xué)約束確定帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面每個(gè)子區(qū)域中的費(fèi)馬螺旋線；

根據(jù)所有子區(qū)域中的費(fèi)馬螺旋線，采用spiral-contour樹確定連通的費(fèi)馬螺旋線；所述spiral-contour樹用于表示每個(gè)子區(qū)域間的費(fèi)馬螺旋線的鄰接關(guān)系；

根據(jù)所述連通的費(fèi)馬螺旋線確定刀具路徑。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動(dòng)力學(xué)約束的刀具路徑確定方法，其特征在于，所述基于殘高約束，根據(jù)進(jìn)給方向?qū)Ξ?dāng)前偏置的邊界上的每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行偏置，確定當(dāng)前偏置的邊界的輪廓偏置曲線，之前還包括：

根據(jù)殘高約束計(jì)算路徑間隔和路徑間隔方向。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種基于動(dòng)力學(xué)約束的刀具路徑確定方法，其特征在于，所述基于殘高約束，根據(jù)進(jìn)給方向?qū)Ξ?dāng)前偏置的邊界上的每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行偏置，確定當(dāng)前偏置的邊界的輪廓偏置曲線，具體包括：

獲取所述當(dāng)前偏置的邊界上的第i個(gè)點(diǎn)的位置以及進(jìn)給方向；

根據(jù)所述第i個(gè)點(diǎn)的位置以及進(jìn)給方向確定定義平面；所述定義平面與所述帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面相交；

根據(jù)所述定義平面與所述帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面相交的線段以及所述第i個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的路徑間隔方向，確定所述第i個(gè)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的偏置點(diǎn)；

根據(jù)所述當(dāng)前偏置的邊界的所有的偏置點(diǎn)確定所述當(dāng)前偏置的邊界的輪廓偏置曲線。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動(dòng)力學(xué)約束的刀具路徑確定方法，其特征在于，所述每一所述輪廓偏置曲線，基于動(dòng)力學(xué)約束確定帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面每個(gè)子區(qū)域中的費(fèi)馬螺旋線，具體包括：

獲取所述輪廓偏置曲線上曲率最大的點(diǎn)；

將所述曲率最大的點(diǎn)作為轉(zhuǎn)接點(diǎn)，并基于動(dòng)力學(xué)約束將所述曲率最大的點(diǎn)對(duì)應(yīng)的角度進(jìn)行增加，確定帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面每個(gè)子區(qū)域中的費(fèi)馬螺旋線。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于動(dòng)力學(xué)約束的刀具路徑確定方法，其特征在于，所述根據(jù)所有子區(qū)域中的費(fèi)馬螺旋線，采用spiral-contour樹確定連通的費(fèi)馬螺旋線，之后還包括：

對(duì)所述連通的費(fèi)馬螺旋線采用高速分段插補(bǔ)算法進(jìn)行光滑化處理。

6.一種基于動(dòng)力學(xué)約束的刀具路徑確定系統(tǒng)，其特征在于，包括：

帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面獲取模塊，用于獲取帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面；

邊界提取模塊，用于對(duì)所述帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面進(jìn)行邊界的提取；每一所述邊界用點(diǎn)序列表示；

輪廓偏置曲線確定模塊，用于基于殘高約束，根據(jù)進(jìn)給方向?qū)Ξ?dāng)前偏置的邊界上的每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行偏置，確定當(dāng)前偏置的邊界的輪廓偏置曲線；

輪廓偏置曲線優(yōu)化模塊，用于基于殘高約束消除所述輪廓偏置曲線中自交的輪廓曲線；將所述當(dāng)前偏置的邊界替換為下一偏置的邊界，返回所述基于殘高約束，根據(jù)進(jìn)給方向?qū)Ξ?dāng)前偏置的邊界上的每一個(gè)點(diǎn)進(jìn)行偏置，確定當(dāng)前偏置的邊界的輪廓偏置曲線的步驟，直至所述帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面中所有邊界偏置完成；

費(fèi)馬螺旋線確定模塊，用于根據(jù)每一所述輪廓偏置曲線，基于動(dòng)力學(xué)約束確定帶有邊界的三角網(wǎng)格曲面每個(gè)子區(qū)域中的費(fèi)馬螺旋線；

連通的費(fèi)馬螺旋線確定模塊，用于根據(jù)所有子區(qū)域中的費(fèi)馬螺旋線，采用spiral-contour樹確定連通的費(fèi)馬螺旋線；所述spiral-contour樹用于表示每個(gè)子區(qū)域間的費(fèi)馬螺旋線的鄰接關(guān)系；

刀具路徑確定模塊，用于根據(jù)所述連通的費(fèi)馬螺旋線確定刀具路徑。