[发明专利]一种基于NURBS曲线的切割路径优化方法

说明书

本发明公开了一种基于NURBS曲线的切割路径优化方法，包括：获取原始轮廓的全部轮廓点；对原始轮廓进行分段处理；遍历全部第一轮廓集，将第一轮廓集中所有轮廓点划分为一个或若干个第二轮廓集；基于NURBS曲线拟合方法对各第二轮廓集进行曲线拟合，获取对应的NURBS曲线；利用二分法实现NURBS曲线上数据点的等距，获取全部数据点；根据拟合误差获取符合要求的NURBS曲线；对符合要求的NURBS曲线进行直线段优化处理；将直线段优化处理后的各NURBS曲线的轮廓点和第三轮廓集中的轮廓点顺序连接，形成最终切割轮廓。该方法可减少在切割时产生的锯齿，大大提高产品的切割质量。

技术领域

本发明属于裁床技术领域，具体涉及一种基于NURBS曲线的切割路径优化方法。

背景技术

随着机械制造业向着自动化方向的高速发展，机器设备的人机交互在机械行业中应用也越来越多。智能裁床切割机作为一种自动化的切割机，在保证行业工艺要求的情况下，智能裁床切割机的切割质量和切割效率就是衡量设备好坏的一个标准。

通常情况下，为了满足行业工艺的需求，在进行切割之前，需要进行一些工艺上的预处理，其中包括切割路径的优化。裁床切割机的预处理工艺中的切割路径优化实际上就是切割路径(即轮廓)的圆顺处理，已符合实际的切割机的切割刀具的要求以及切割时抬刀和落刀的次数，在保证切割轮廓的准确性之后，提高切割机的切割质量以及切割效率。但是，现有技术中切割路径通常由于取点间距大而导致切割路径不准确，进而导致切割机所切割产品的质量下降。因此，本申请提出一种基于NURBS曲线的切割路径优化方法，可提高产品的切割质量。

发明内容

本发明的目的在于针对上述问题，提出一种基于NURBS曲线的切割路径优化方法，该方法可减少在切割时产生的锯齿，大大提高产品的切割质量。

为实现上述目的，本发明所采取的技术方案为：

本发明提出的一种基于NURBS曲线的切割路径优化方法，包括如下步骤：

S1、获取原始轮廓的全部轮廓点；

S2、对原始轮廓进行分段处理，具体如下：

S21、遍历原始轮廓的全部轮廓点，计算当前轮廓点与相邻两个轮廓点连线的夹角，并将夹角的补角记为转角；

S22、从第二个轮廓点开始将当前轮廓点和上一轮廓点存入第t个数据集，判断当前轮廓点对应的转角是否小于或等于预设圆顺阈值，若是，将当前轮廓点的下一轮廓点存入第t个数据集，并更新下一轮廓点为当前轮廓点，循环判断，直至遍历完全部轮廓点，否则，置t＝t+1，将当前轮廓点和下一轮廓点存入第t个数据集，并更新下一轮廓点为当前轮廓点，循环判断，直至遍历完全部轮廓点；

S23、判断各数据集的轮廓点数量是否大于两个，若是，将对应数据集记为第一轮廓集，否则，将对应数据集记为第三轮廓集；

S3、遍历全部第一轮廓集，计算第一轮廓集中相邻轮廓点的间距，并判断各间距是否均小于或等于预设最大优化长度，若是，将第一轮廓集中所有轮廓点划分为一个第二轮廓集{Q_k}，否则，将第一轮廓集中所有轮廓点划分为若干个第二轮廓集{Q_k}，其中，Q_k为第k个轮廓点，k＝0，1，2，…，n-1，n为对应的第二轮廓集的轮廓点总数；

S4、基于NURBS曲线拟合方法对各第二轮廓集{Q_k}进行曲线拟合，获取对应的NURBS曲线；

S5、利用二分法实现NURBS曲线上数据点的等距，获取NURBS曲线上的全部数据点，具体如下：

S51、根据初始参考值u＝0.5，获得NURBS曲线的初始点D；