[發明專利]基于STL模型的刀軌生成方法、智能終端以及存儲裝置

有效

• 申請號: 202110761247.5
• 申請日: 2021-07-06
• 公開（公告）號: CN113204213B
• 公開（公告）日: 2021-11-19
• 發明（設計）人: 王夢盈;甘文峰;劉玉峰;李會江;馮征文
• 申請（專利權）人: 廣州中望龍騰軟件股份有限公司
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 廣州市越秀區哲力專利商標事務所(普通合伙) 44288
• 代理人: 曾令軍

本發明提供一種基于STL模型的刀軌生成方法、智能終端以及存儲裝置，該生成方法包括：S101：獲取STL模型，通過哈希算法剔除STL模型中的冗余信息，對STL模型進行拓撲信息重建和破面修復；S102：根據STL模型中的特征邊的分類信息獲取區域劃分信息，并通過區域劃分信息進行工序分配；S103：獲取刀觸點集，構建刀軌，并通過刀觸點集中的碰撞點、容差對刀軌進行光順處理形成光順刀軌。本發明提高了導入數據的精度和效率，減少了刀軌生成失敗問題，對導入模型特征自動識別和分配對應特征最佳工序，提高了實際加工效率和加工質量，避免了計算曲線復雜對刀軌生成效率的影響，通過對刀軌進行光順處理，提高了刀軌精度。

技術領域

本發明涉及工件加工領域，尤其涉及一種基于STL模型的刀軌生成方法、智能終端以及存儲裝置。

背景技術

在CAM（Computer Aided Manufacturing，計算機輔助制造）中，常用的刀軌生成的方法為模型離散點與刀觸點求交得到刀觸點集，將刀觸點進行排序后得到有序刀軌（刀位集）。

為了提高刀軌精度，常做以下處理：

（1）對導入數據進行處理，如導入三維點云數據，STL（STereoLithography，立體光刻）數據，數字圖像數據，STL去冗余數據等。

（2）通常依據刀觸點對應曲面位置處的微分幾何性質和刀具類型確定刀位點，并通過插值的方法使刀軌光順。

現有技術中，為了提高刀軌計算效率，通常利用遺傳算法、最小生成樹算法等進行刀位排序得到有序刀軌。

公布號CN 101403909 A提出一種三角網格細分曲面NC刀軌生成方法，該專利利用空間聚類索引結構，剔除STL模型中的冗余信息，面面求交快速得到刀觸點，后對刀位點進行排序生成刀軌，該算法可以提高刀軌精度和刀軌生成效率，但是始終未重建STL的拓撲結構，因此對于STL三角面片集合的精度表達欠佳。

公布號CN 110227876 B提出一種基于3D點云數據的機器人焊接路徑自主規劃方法，該專利采用遺傳算法對焊接件的三維點云數據進行位姿進行修正最終得到機器人的焊接路徑。該方法能夠提高焊接自動化水平，但受限于遺傳算法效率問題和穩定性問題，不適用于復雜結構焊接件的路徑規劃。

公布號CN 109299556 A提出一種基于圖像處理的環切刀軌生成及優化方法，該專利利用圖像處理的方法，可以快速生成任意加工區域的環切平滑刀軌。該方法受限于零件場景在數字圖像中的表達，精度欠佳。

然而，刀軌路徑優化仍存在以下問題：

（1）模型導入數據精度欠佳。以常用的STL模型為例，因為STL文件自身缺陷，文件本身不包括模型三角面片的拓撲信息，并且存在大量冗余信息。與此同時，如果三維模型轉換STL方式不當，會造成數據“空洞”等文件錯誤問題發生。

（2）無法對（1）中所提到的“空洞”等問題進行自動修補。通常解決辦法為人工修補原始三維模型文件，重新轉換成STL文件生成刀軌，如果遇到大量同類文件錯誤問題或者模型復雜程度較高，會對刀軌生成造成嚴重阻礙。

（3）刀軌生成過程不具備特征識別功能。大多數研究者只專注于刀觸點精度的提升，計算效率的提升，但未考慮不同模型特征所對應的加工策略的選擇（即實際加工效率與加工質量）。

（4）刀軌生成過程盲目追求高精度，導致計算效率大打折扣，同時未將加工精度作為刀軌生成依據，實際加工指導意義較低。

發明內容