[发明专利]产品三角网格模型的多轴数控加工刀轨生成方法

权利要求书

1.一种产品三角网格模型的多轴数控加工刀轨生成方法，其特征在于步骤依次为：1)改进R^*-树得到适合于存储产品三角网格模型的动态空间索引结构R^*S-树，改进R^*-树动态空间索引数据结构得到R^*S-树的方法具体是：将三角面片及索引结点MBR统一表示为四维点对象(x，y，z，r₁)，其中x，y，z为MBR中心坐标，r₁为MBR外接球半径值，通过三角面片集合的聚类分簇，构建产品三角网格模型动态空间索引结构，基于R^*S-树建立产品三角网格模型的动态空间索引结构，其中MBR代表最小包围矩形；2)基于三角网格模型动态空间索引结构，对刀轨截平面与三角网格模型进行求交，获取截面数据点，其获取方法具体是：通过刀轨截平面与三角网格模型空间索引结构各层结点的位置关系，逐层查找与刀轨截平面相交的各层索引结点，提取出与刀轨截平面相交的数据结点，对提取出数据结点内三角面片的各边与刀轨截平面进行求交并删除所求取交点中的重叠点获取截面数据点，将获取的交点作为截面数据点；3)基于三角网格模型动态空间索引结构，查询截面数据点的区域近邻三角面片，采用面积均值法计算相应截面数据点的法矢，其计算方法具体是：采用R^*S-树范围查询算法快速查找距截面数据点小于ζ的三角面片，对各三角面片面积与其单位法矢的乘积进行累加求和，将所得结果除以各三角面片的面积之和求取对应截面数据点的法矢，其中ζ代表影响范围阈值；4)根据截面数据点及其法矢确定刀具轴线，基于三角网格模型动态空间索引结构，查询距刀具轴线小于刀具半径的三角面片集合，将其作为瞬时加工区域；5)根据刀具与瞬时加工区域中各三角面片之间的位姿关系，采用面相切、边相切或顶点相切刀位计算方法获取相应刀位点，并在获取的刀位点中取在刀轴方向上位置最高的刀位点作为当前截面数据点对应的刀位点，其方法具体是：对各截面数据点对应瞬时加工区域中各三角面片，首先采用面相切方法计算刀位点，若所获取的刀位点有效，则以该刀位点作为该三角面片对应的刀位点，否则对三角面片的三条边及三顶点分别进行边相切刀位计算及顶点相切刀位计算，在获得的有效刀位点中取在刀轴方向上位置最高的刀位点作为该三角面片对应的刀位点，比较各三角面片对应刀位点在刀轴方向上的高度，取在刀轴方向上最高的刀位点作为当前截面数据点对应的刀位点；6)采用最小生成树方法对截面数据点对应的刀位点进行排序，生成三角网格模型的多轴数控加工刀轨。

2.如权利要求1所述的产品三角网格模型的多轴数控加工刀轨生成方法，其特征在于：在步骤5)面相切刀位点计算方法中，将球头立铣刀、平头立铣刀及圆环立铣刀统一为圆环立铣刀，依据刀触点处刀具表面法矢与三角面片垂直的特性计算刀位点，具体是：设当前三角 面片为T，统一平头立铣刀、球头立铣刀为圆环立铣刀，刀具半径为R，圆角半径为r，v为刀轴A的单位向量，n为三角面片T的单位法矢，P_c为刀具与T所在平面的相切点即刀触点，P₀为A与T所在平面的交点，P_s为三角面片T对应的刀位点，v_r为P_s指向p_c对应圆角圆心的矢量，通过公式(1)：

取P_s与P₀之间的距离t，结合P₀、v、v_r、n求得P_s、P_c，判断P_c是否在T内部，如果在T内部，则P_s有效，否则P_s无效.。