[发明专利]一种三轴数控加工的加工域计算方法

权利要求书

1.一种三轴数控加工的加工域计算方法，包括步骤：

a)导入待加工工件的参数，所述参数包括工件实体模型和初始加工区域；

b)针对所述初始加工区域，提取所述实体模型上的分割边；假设fp为模型表面f在初始加工区域S上的投影区域，若则S被面f分割，称f为初始加工区域S的约束面；边e为面f上的边，e_t表示e在初始加工区域S上的投影，若e_t在加工区域内部或与区域轮廓边界相交，则称e为初始加工区域S的分割边；

c)判断所述初始加工区域是否存在所述分割边：若存在所述分割边，进入步骤d；否则，所述初始加工区域为可加工区域；

d)对所述分割边进行界点计算，提取有效界边；将分割边投影线段之间的交点称为主界点，并将分割边投影线段与S外轮廓的交点称为外界点、与S内轮廓的交点称为内界点，界点计算即通过线段求交计算，获取主界点、外界点与内界点；界点将两两相交的平面离散线段分割成若干个子线段，将构成可加工区域、不可加工区域的子线段称为界边；界边计算是获取所有子线段并依次判断其是否为界边的过程，构成三轴数控加工的加工域的边界即为有效界边；

e)从步骤d获取的所述界点中提取外界点；

f)基于所述外界点获取所述可加工区域和/或不可加工区域。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤b包括以下步骤：

b1)从所述实体模型上提取约束面；

b2)由步骤b1获取的所述约束面上提取临界凸边；以e_t表示分割边e在S上的投影，Θ为e_t上任意点p的极小邻域；若边e可将S分为可加工区域与不可加工区域，则Θ内至少存在两个不同的点pa与pb，使得过pa与pb的Z向即三轴加工的刀轴方向射线不与面f1、f2相交，则分割边e为临界凸边；若不满足上述临界凸边的规则，则为非临界凸边；面f1、f2为边e的依赖面。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤b1包括以下步骤：

b11)计算所述初始加工区域的包围盒；

b12)根据所述包围盒获取所述实体模型上相关的模型表面；

b13)计算所述相关的模型表面的体外法矢量。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤b2包括以下步骤：

b21)由所述约束面上提取凸边，所述凸边包含临界凸边和非临界凸边；

b22)获取所述凸边的依赖面；边所在的面即为边的依赖面；

b23)判断所述约束面与所述依赖面的体外法矢量关系，根据体外法矢量关系识别临界凸边。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤d包括以下步骤：

d1)离散步骤b2中的临界凸边获取空间离散线段；

d2)将所述空间离散线段投影至所述初始加工区域，获取平面离散线段；

d3)将所述平面离散线段求交；

d4)由求交结果获取所述平面离散线段的有效界边。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：所述空间离散线段和平面离散线段设置为具有相同的材料域属性；所述材料域属性的值设置为1或者-1。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：所述步骤f包括以下步骤：

f1)获取步骤e中具有可达性的外界点，即第一外界点；

f2)查找所述第一外界点关联的所述平面离散线段的有效界边；

f3)由步骤f2中的与第一外界点关联的所述平面离散线段的有效界边获取所述可加工区域和/或不可加工区域。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于：所述步骤f1中获取第一外界点的方法为：针对所述第一外界点，基于搜索所述第一外界点关联的界边；其中：为第一外界点关联的界边且为所述临界凸边的离散线段。