[发明专利]一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法

权利要求书

1.一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法，包括加工工位和加工设备，所述加工工位用于夹持固定型材，所述加工设备是用于对型材进行加工的多轴数控机械，其特征是：实现方法的步骤如下：

S1、导入参数，导入型材加工前的三维图形数据和加工后的三维图形数据，导入加工设备的加工路径与结果之间的加工计算关系；

S2、计算加工参数，确定型材加工前的三维图形数据坐标系对应的长轴和底面，通过自动识别算法，抓取横截面二维图形的外边框，并根据型材加工前的三维图形数据计算横截面二维图形各线段的尺寸数据；

S3、建立加工坐标系，将型材在其夹持的加工工位上建立加工坐标系，并确定加工设备、型材在加工坐标系中对应的坐标参数；

S4、计算切割参数，将型材加工前的三维图形和加工后的三维图形叠加后求异得到待加工三维图形数据，结合加工参数，识别待加工三维图形数据与加工前的三维图形数据结合面计算出铝型材各加工缺口的三维数据，计算各缺口所需削切的切割平面所在二维平面的坐标和二维尺寸参数，以及孔洞的轴心坐标、深度和半径；

S5、计算加工路径，将切割参数带入加工计算关系，计算出加工设备在加工坐标系中的运动轨迹数据，生成加工设备的操控参数并导入加工设备执行加工工作。

2.根据权利要求1所述的一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法，其特征是：所述步骤S1、导入参数中还包括：输入型材的尺寸参数，包括长、宽、高的尺寸。

3.根据权利要求1所述的一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法，其特征是：所述S4、计算切割参数中，叠加后求异的实现方法包括分步骤如下：

A1、对比加工前的三维图形数据两端和加工后的三维图形数据的两端形状；

A2、如果两个三维图形其中一端的形状完全相同，将两个三维图形在该端面完全重合叠加后，对两个三维图形的数据进行求异；

A3、如果两个三维图形两端的形状均不相同，则将两个三维图形在几何中心点进行重合叠加后，对两个三维图形的数据进行求异。

4.根据权利要求1所述的一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法，其特征是：所述步骤S2、计算加工参数中，使用线性映射算法来对线性的三维模型数据进行二维横截面抓取，使用核主成分分析算法来对非线性的三维模型特征向量进行处理，并使用KNN算法来对三维模型进行识别。

5.根据权利要求1所述的一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法，其特征是：所述步骤S4、计算切割参数中，通过线性映射算法来对待加工三维图形数据与加工前的三维图形数据各结合面进行是否线性的识别，如果该结合面是线性图形，则进行二维切割平面的识别，如果识别到是非线性图形，使用核主成分分析算法来对该孔洞的三维模型特征向量进行处理，并使用KNN算法来对三维模型进行识别。

6.根据权利要求1所述的一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法，其特征是：所述加工设备或加工工位其中之一上或者两者均设有用于对型材外表面进行测距的测距模块；其实现通过型材三维模型的数字化转化及加工方法还包括步骤如下：

S6、校准加工工件，通过测距模块对加工工位上的型材进行多点测距，将测量数据带入加工坐标系计算得到型材的偏差值，将偏差值带入加工坐标系进行加工路径的修正。

7.根据权利要求6所述的一种通过型材三维模型的数字化转化及加工方法，其特征是：所述步骤S1、导入参数中，还包含分步骤如下：

B1、通过测距模块对型材的两端以及至少两个侧面进行测距，并根据测距结果修正型材加工前的三维图形数据。