[发明专利]一种面向化铣演变的激光刻型过程的轨迹规划方法

权利要求书

1.一种面向化铣演变的激光刻型过程的轨迹规划方法，其特征在于，包括以下特征：

零件经过两次“激光刻型—化学铣削”，即“第一次激光刻型--第一次化学铣削--第二次激光刻型--第二次化学铣削”才能实现最终加工成型，两次激光刻型轨迹都需要化学铣削工艺过程侵蚀比参数来进行实际轨迹规划；

S1，根据化铣零件三维数模信息，计算第二次激光刻型的结构实际位置点；

S2，计算第一次激光刻型的结构实际位置点；

所述的S1中，其包括以下几个子步骤：

S1.1，化铣零件三维数模期望点选取；

读取化铣零件三维数模信息，选取任意一点作为期望点:包括期望点坐标信息，期望点所在的边界曲线或曲面信息、以及根据曲线曲面信息计算所述期望点的切矢量和法矢量；

S1.2，第二次激光刻型期望点是经过两次化学铣削后获得的，即S1.1中读取化铣零件三维数模信息，第二次激光刻型过程的实际位置点要综合考虑两次化铣侵蚀的演变过程，并且二次化学铣削中，化铣同时向深度、侧壁以及顶层位置化铣；

三维曲面第二次激光刻型的结构实际位置点计算方法为：

1)已知第二次激光刻型后的结构理想数模，即S1.1中的化铣零件三维数模信息，化铣后数模边线AB、一次激光刻型侵蚀比第二次激光刻型侵蚀比以及数模中模型期望点P₂；

2)第二次激光刻型是在第一次激光刻型的基础上进行位置点的确定，通过2D轮廓仪器能够测量一次激光刻型和第二次激光刻型的实际加工加强筋的实际轮廓，两次激光刻型的轮廓基本能够拟合成圆弧，圆弧的圆心O和半径R可以根据拟合计算获得，并计算第一次化铣后近似圆弧特征曲线为和二次化铣圆弧曲线

3)在结构截面中，已知期望点P₂、圆弧曲线方程和二次激光刻型侧向和深度侵蚀比二次激光刻型深度要求h₂，在直角坐标系中计算出实际化铣的侧向深度

4)根据AB边界曲线和所在一次激光刻型轮廓信息，计算P2点所在的结构的实际轮廓曲面的法向量M2(a2,b2,c2)，边线AB的切向量N2(a2',b2',c2')，可以求得垂直于法向量和切向量的单位向量

5)根据方向向量e2和第二次化铣后的数模边界圆弧曲线能够计算圆弧内通过过圆心O₂且垂直于方向向量e2的向量e3以及上一点P2；

6)在三维数模中，能够计算出第二次激光刻型/蚀刻的位置点:

P2'＝(P2_x,P2_y,P2_z)＝p2-b2·e2＝P2-(k2/h2)·e2；

7)根据坐标变换矩阵，计算第二次激光刻型过程中实际激光刻型点在工件坐标系或机床坐标系的位置；

8)期望点选取若干个点，重复S1.2中的1)至7)的步骤，得到第二次激光刻型过程中实际激光刻型点在工件坐标系或机床坐标系的位置。

2.如权利要求1所述的一种面向化铣演变的激光刻型过程的轨迹规划方法，其特征在于，包括以下特征：

所述的S2中，其包括以下步骤：

基于化铣演变的第一次激光刻型位置点计算：

第一次激光刻型的实际位置点计算方法为：

1)根据给定的实际激光刻型零件三维数模，选取一次化铣后的三维数模期望点P1、化铣后数模边线AB、第一次化铣侵蚀比k1以及实际需要刻蚀深度h1，其中b为侧向化铣深度；

2)根据AB边界曲线和所在曲面信息，计算P1点所在曲面的法向量M(a,b,c)，边线AB的切向量N(a',b',c')，可以求得垂直于法向量和切向量的单位向量

3)在第一次化铣的截面投影信息，在直角坐标系中计算出实际化铣的侧向深度

4)在三维数模中，根据平移坐标变换，可以计算出第二次激光刻型/蚀刻为支点P1'＝(P1_x,P1_y,P1_z)＝P1-b1·e＝P1-(k1/h1)·e；

5)根据实际化铣的方向可以确定向量e的正负取值，最终获得实际激光刻型位置点；

6)根据工件坐标系与机床坐标变换矩阵，计算第一次激光刻型过程中实际激光刻型位置点在工件坐标系或机床坐标系的位置；

7)重复S2中的1)至6)的步骤，得到若干个期望点所对应的的第一次实际激光刻型位置点。