[发明专利]复杂平面型腔刀具可加工区域计算方法

摘要

本发明提供一种复杂平面型腔刀具可加工区域计算方法，该方法实现的总流程为平面型腔跨弧计算①，计算平面型腔中所有可能跨弧；跨弧有效性判断②，依据几何与工艺知识制定一系列判断准则筛选有效跨弧；触线链构造③，根据有效跨弧判定结果计算与识别触边，最后构造触线链。这种方法可以快速准确地提取平面型腔刀具的可加工区域，为自动编程过程中科加工区域及残留区域的计算提供技术基础。

主权项

一种复杂平面型腔刀具可加工区域计算方法，其特征在于：该方法实现的总流程为：步骤1)平面型腔跨弧计算；步骤2)跨弧有效性判断；步骤3)触线链构造；所述步骤1)平面型腔跨弧计算的主要内容有：(1)平面型腔中轮廓环与凸台环序列化；(2)计算环上边与点的基本信息；(3)计算平面型腔中存在的跨弧；所述的步骤2)跨弧有效性判断的主要内容有：跨弧c可表示为c(Pct,o,Pob,R)，其中，Pct为跨弧触点，Pob为跨弧碍点，o为跨弧圆心，R为跨弧半径，根据几何与工艺知识建立一系列准则判断跨弧有效与否；具体准则内容如下：a、准入准则：平面型腔存在跨弧c，若平面型腔的最大内接圆半径Ri<R，则c无效；b、距离准则：任意两几何对象a1与a2之间存在有效跨弧cv的必要条件之一是a1与a2间最小距离d必须满足d<R，其中a1与a2可为点或者线；c、优弧准则：有效跨弧cv必为优弧；d、同侧准则：有效跨弧cv的圆心必然和滚圆mg处于同一侧位；e、凸点准则：点P与几何对象a之间存在有效跨弧的必要条件之一：P必须是凸点，其中a可以是点或者线；f、瓶颈区域准则：已知环l上跨弧c，c之触点Pct和碍点Pob均位于l上，按刀具前进方向v遍历由Pct到Pob间的所有边线，则有如下准则：f1、若这些边线上存在跨弧ci且ci圆心与c圆心距离d<R，则ci无效；f2、若这些边线上存在跨弧ci，ci圆心与c圆心距离d≥R且这些边线构成的环的最大内接圆半径Ri<R，则ci无效；g、两交点准则：若跨弧c与环存在交点Pi，且则c无效；h、无交叉准则：若触线ec上存在相交跨弧c1与c2，若c1与c2满足如下两个条件：(1)交点只有一个且与c1和c2对应的触点和碍点均不相同；(2)c1与c2的圆心距d<R；则c1与c2均无效；i、边点跨弧取舍准则：沿v向，若边e1与边e2存在跨弧c，e1仅有一个端点与e2存在跨弧集合跨弧均满足无交叉准则，则沿当前v向的ci无效；j、共点跨弧取舍准则：若触点Pct处存在多个跨弧ci，满足无交叉准则，则当滚圆mg相对基线链左向时，满足两交点准则的最左侧c有效；而当mg相对基线链右向时，满足两交点准则的最右侧c有效；同理，若碍点Pob处存在多个ci，则当mg相对基线链左向时，满足两交点准则的最右侧c有效，而当mg相对基线链右向时，满足两交点准则的最左侧c有效；所述的步骤3)触线链构造的主要内容有：根据触线所代表的工程语义，将首尾相接且能够合并成一个封闭环的有序触线集合称为触线链，而触线链可以作为平面型腔可加工区域的边界表示；该步骤可以分以下两个小步骤：(1)触线识别：<1>根据有效跨弧判定结果计算触线；<2>根据有效跨弧判定结果筛选触线；触线筛选遵从准则k：环内触线无效准则：即，在触线链Ec构造过程中，若有效跨弧cv的触点Pct与碍点Pob均位于轮廓环lc或者凸台环ls上，沿v向，lc或者ls上位于Pct与Pob之间的边线均被视为构建Ec的无效触线，称该准则为环内触线无效准则；<3>根据可加工区域中跨弧几何特性按照一定顺序遍历环，其过程遵循准则l：奇偶性准则：即，沿v向，触线链上的跨弧排列顺序必须满足触点、碍点相间原则，称此为可加工区域跨弧的奇偶性准则；<4>考虑特殊情况提取遗漏触线；其过程遵循准则m：拾遗准则，即，若平面型腔经奇偶性准则筛选后的剩余边线全部或部分能组合成一个或数个封闭环，且环的组成边上无任何有效跨弧，则该环是触线链，称该准则为拾遗准则；(2)触线链构造<1>将获取的触线组合成一个或者数个封闭环；将获取所有触线组合成一个或者数个有序封闭环，其方法与环序列化类似；<2>剔除不封闭环；针对前述<1>的计算结果判断构造的环是否封闭，若不封闭则剔除，最后剩下的触线链就构成了当前直径刀具在平面型腔中的可加工区域。