[发明专利]模拟门型加工过程的方法及装置

说明书

本发明提供了一种模拟门型加工过程的方法及装置，涉及计算机辅助设计和生产加工的技术领域，包括：定义门型数据，并根据门型数据配置刀具，生成刀路信息；根据门型数据创建门板3D模型；根据刀具的截面2D数据创建刀具3D模型；控制刀具3D模型按照刀路信息进行扫掠，生成刀具扫掠体3D模型；判断刀路信息中是否存在挑角信息；若刀路信息中不存在挑角信息，则基于刀具扫掠体3D模型，利用CSG体素构造法对门板3D模型做布尔差操作以切除多余材料，得到加工顺序；根据加工顺序模拟门板加工流程，得到模拟加工后的门型实体造型。本发明能实时完成门板的配刀操作，快速建模，实时仿真，提高时间复杂度，降低出错率。

技术领域

本发明涉及计算机辅助设计和生产加工技术领域，尤其是涉及一种模拟门型加工过程的方法及装置。

背景技术

基于计算机动态图形实现的仿真技术，目前在工业加工领域是比较成熟的。该方法可动态模拟工件数控切削的整个过程，在刀具与工件接触的位置，工件的模型会根据刀具的路径发生相应的切除操作，从而在计算机上实时显示工件加工过程。但是，在木工切削行业，仿真软件相对较少，基于路径动态修改实时更新3D模型的功能更少。并且目前基于拓扑关系或网格数据完成布尔差操作实现铣削过程，计算量大，难以实现实时仿真。

发明内容

本发明的目的在于提供一种模拟门型加工过程的方法及装置，以缓解现有技术中存在的基于拓扑关系或网格数据完成布尔差操作实现铣削过程，计算量大，难以实现实时仿真的技术问题。

本发明提供的一种模拟门型加工过程的方法，其中，包括：定义门型数据，并根据所述门型数据配置刀具，生成刀路信息；根据所述门型数据创建门板3D模型；根据所述刀具的截面2D数据创建刀具3D模型；控制所述刀具3D模型按照所述刀路信息进行扫掠，生成刀具扫掠体3D模型；判断所述刀路信息中是否存在挑角信息；其中，所述挑角信息中的挑角位于任意两条相交刀路之间的拐弯处；若所述刀路信息中不存在所述挑角信息，则基于所述刀具扫掠体3D模型，利用CSG体素构造法对所述门板3D模型做布尔差操作以切除多余材料，得到加工顺序；根据所述加工顺序模拟门板加工流程，得到模拟加工后的门型实体造型。

进一步的，根据所述刀具的截面2D数据创建刀具3D模型包括：获取刀具的截面2D数据；将所述刀具的截面2D数据沿Z轴按照预设步长旋转360度进行旋转拉伸，得到多个三角面片数据；根据所述多个三角面片数据生成刀具3D模型。

进一步的，控制所述刀具3D模型按照所述刀路信息进行扫掠，生成刀具扫掠体3D模型包括：将所述刀具3D模型在刀路的起始位置处的起始刀具截面和所述刀具3D模型在刀路的终止位置处的终止刀具截面连接，形成至少一个3D曲面；利用Delaunay空间网格划分算法对每个所述3D曲面进行三角网格划分，生成刀具拉伸体；在所述刀具拉伸体的起始刀具截面和终止刀具截面处分别利用旋转拉伸方法计算，得到两个刀具半旋转体；将所述两个刀具半旋转体及所述刀具拉伸体合并，生成刀具扫掠体3D模型。

进一步的，基于所述刀具扫掠体3D模型，利用CSG体素构造法对所述门板3D模型做布尔差操作以切除多余材料，得到加工顺序包括：构建体素构造表示CSG树形结构，其中，所述CSG树形结构包括所述门板3D模型以及作为所述门板3D模型的子节点的所述刀具扫掠体3D模型；基于所述CSG树形结构并根据Goldfeather算法及SCS算法对所述门板3D模型做布尔差操作，得到每条刀路的布尔差过程；将所有刀路的布尔差过程按顺序排列，得到加工顺序。

进一步的，所述布尔差操作包括正铣操作与反铣操作。

进一步的，在判断所述刀路信息中是否存在挑角信息之后，还包括：若所述刀路信息中存在所述挑角信息，则根据所述挑角信息中的挑角起始点和挑角终点创建挑角3D模型；基于所述刀具扫掠体3D模型及所述挑角3D模型，利用CSG体素构造法对所述门板3D模型做布尔差操作以切除多余材料，得到加工顺序。