[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

说明书

技术领域

本发明提供一种产品三角网格模型的多轴数控加工刀轨生成方法，属于计算机辅助制造技术领域。 

背景技术

在产品逆向工程中，通常采用激光扫描仪等设备获取产品实体模型表面的散乱点云数据，并对该数据进行三角剖分生成三角网格模型，逼近原实体模型。基于三角网格模型直接生成数控加工刀轨，可避免产品CAD模型的重建过程及模型重建的累计误差，从而有效提高基于逆向工程的产品开发效率及加工精度。 

对现有技术文献检索发现，孙玉文等在学术期刊《机械工程学报》2002，38(10)：P50-53上发表的学术论文“基于三角网格曲面模型的刀位轨迹计算方法”中，通过创建三角面片邻接表，查找与刀轨截平面相交的三角面片，根据网格顶点法矢插值边界曲线与刀轨截平面的交点计算刀位点，基于该方法生成的刀轨精度较高，但三角面片邻接链表的建立及维护过程过于繁琐，链表中存在大量的面片冗余信息，严重影响数控加工刀轨的生成速度，且该方法不能有效避免刀轨干涉问题。高洪伟等在学术期刊《工程图学学报》2005，26(3)：P168-172上发表的学术论文“基于Zmap网格三轴加工无干涉刀具轨迹的加速算法”中，为三角网格模型构造刀位面和保护面，通过Zmap网格结点的竖直线与三角片的刀位面和保护面求交，取z值最大的交点作为刀位点，可有效处理适合于各种刀具的无干涉刀轨生成，但该方法在数控加工刀轨生成过程中需为顶点、边增加球面、圆柱面作为保护面，其算法复杂且计算量大，且该算法只适用于三轴数控加工刀轨的生成。朱虎等在学术期刊《辽宁工程技术大学学报》2007，26(2)：P273-275上发表的学术论文“基于顶点偏置的STL模型刀具轨迹生成”中，利用与顶点相连的各三角面片的法向量，计算出各顶点的偏置点，并由这些偏置点构造完全由三角面片组成的偏置模型；用平行截面对偏置模型进行切片，在二维空间内对所得交线段进行裁剪与连接处理以生成数控加工刀轨，在避免干涉的同时有效提高的刀轨的生成速度，但该方法只能适用于球头立铣刀三轴加工轨迹。 

综上所述，现有的三角网格模型数控加工刀轨生成方法不能直接用于多轴数控加工刀轨生成，因此，基于三角网格模型快速生成多轴数控加工刀轨成为本领域技术人员亟待解决的 技术问题。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种产品三角网格模型的多轴数控加工刀轨生成方法，且该方法适用于平头立铣刀、球头立铣刀和圆环立铣刀三种刀具的数控加工刀轨生成。其技术方案为：