[發(fā)明專利]一種切削幾何體的圖像表達(dá)方法

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• 申請?zhí)枺?/td>: 202011643546.0
• 申請日: 2020-12-31
• 公開（公告）號: CN112613150A
• 公開（公告）日: 2021-04-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 胡鵬程;程思凡;謝杰君;韓文帥
• 申請（專利權(quán)）人: 華中科技大學(xué)
• 主分類號: G06F30/17
• 分類號: G06F30/17;G06F30/23;G06T17/20
• 代理公司: 華中科技大學(xué)專利中心 42201
• 代理人: 徐美琳;李智

1.一種切削幾何體的圖像表達(dá)方法，其特征在于，包括如下步驟：

(1)將工件的三角面片組成的三維模型離散，得到工件的Tri-Dexel模型，將刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡離散，得到刀具的Tri-Dexel模型；

(2)將工件的Tri-Dexel模型和刀具的Tri-Dexel模型的交集作為切削幾何體的Tri-Dexel模型；

(3)對切削幾何體的Tri-Dexel模型的包圍盒進(jìn)行網(wǎng)格劃分，得到多個(gè)網(wǎng)格單元，從切削幾何體對應(yīng)的刀具球心處引出射線，與包圍盒相交，從交點(diǎn)所在的網(wǎng)格單元開始，沿著射線方向搜索位于切削幾何體邊界的網(wǎng)格單元，將搜索到的網(wǎng)格單元中的Dexel線段的端點(diǎn)相連接，形成切削幾何體的虛擬邊界；

(4)從切削幾何體對應(yīng)的刀具球心處引出射線與切削幾何體的虛擬邊界相交，兩個(gè)交點(diǎn)之間的距離即為徑向切削厚度，用矩陣存儲不同角度的射線得到的徑向切削厚度，將矩陣轉(zhuǎn)化為灰度圖。

2.如權(quán)利要求1所述的一種切削幾何體的圖像表達(dá)方法，其特征在于，所述步驟(4)中矩陣的行數(shù)表示刀具坐標(biāo)系對應(yīng)的球坐標(biāo)系的天頂角，矩陣的列數(shù)表示刀具坐標(biāo)系對應(yīng)的球坐標(biāo)系的方位角，矩陣的元素為不同天頂角和方位角組合下的射線得到的徑向切削厚度。

3.如權(quán)利要求2所述的一種切削幾何體的圖像表達(dá)方法，其特征在于，所述天頂角的范圍是91°-180°。

4.如權(quán)利要求2所述的一種切削幾何體的圖像表達(dá)方法，其特征在于，所述方位角的范圍是1°-360°。

5.如權(quán)利要求1-4任一所述的一種切削幾何體的圖像表達(dá)方法，其特征在于，所述刀具的Tri-Dexel模型的具體構(gòu)建方式為：

在刀具的運(yùn)動(dòng)軌跡中的相鄰刀位點(diǎn)之間進(jìn)行插補(bǔ)，得到子刀位點(diǎn)，在子刀位點(diǎn)處，將刀具表面分為底部半球面、球身圓柱面和底部圓面，分別將底部半球面、球身圓柱面和底部圓面分解成三角面片組成的三維模型，將三維模型離散化，構(gòu)建刀具的Tri-Dexel模型。

6.如權(quán)利要求1-4任一所述的一種切削幾何體的圖像表達(dá)方法，其特征在于，所述工件的Tri-Dexel模型的具體構(gòu)建方式為：

將工件的三角面片組成的三維模型在XY軸平面劃分網(wǎng)格，在每個(gè)網(wǎng)格中從Z軸方向做射線，該射線與三維模型中三角面片的交點(diǎn)形成Z軸方向的Dexel模型；

將工件的三角面片組成的三維模型在XZ軸平面劃分網(wǎng)格，在每個(gè)網(wǎng)格中從Y軸方向做射線，該射線與三維模型中三角面片的交點(diǎn)形成Y軸方向的Dexel模型；

將工件的三角面片組成的三維模型在YZ軸平面劃分網(wǎng)格，在每個(gè)網(wǎng)格中從X軸方向做射線，該射線與三維模型中三角面片的交點(diǎn)形成X軸方向的Dexel模型；

XYZ軸方向的Dexel模型組成工件的Tri-Dexel模型。

7.如權(quán)利要求1-4任一所述的一種切削幾何體的圖像表達(dá)方法，其特征在于，所述步驟(3)中的射線為刀具坐標(biāo)系對應(yīng)球坐標(biāo)系中天頂角91°-180°，方位角1°-360°范圍內(nèi)的所有射線。

8.如權(quán)利要求1-4任一所述的一種切削幾何體的圖像表達(dá)方法，其特征在于，所述矩陣轉(zhuǎn)化為灰度圖的具體實(shí)現(xiàn)方式為：

將矩陣中的徑向切削厚度歸一化至0-65535，得到灰度圖的像素值。