一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法及装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法，包括：将数控弯管机划分为多个构型以及确定各构型之间的运动关系；针对每个构型，确定构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各计算面三角化；将构型与各包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象；将弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象；在弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将构型对应的第一对象与第二对象进行相交计算，判断第一对象与第二对象是否相交；若均为否，则确定弯管可用；若判断结果为是，则确定弯管加工工艺需要调整。可见，通过本发明专利技术弯管加工过程中碰撞干涉检测方法进一步提升计算效率。

Method and device for detecting collision interference in pipe bending process

The present invention provides a method for collision detection, collision bending process including: CNC bending machine is divided into a plurality of configuration and movement to determine the relationship of each configuration between; for each configuration, to determine the occurrence of each surface interference and can bend configuration, the calculation of surface triangulation; configuration and the calculation will be included a plurality of spatial triangle face should be stored as the first object; the bent pipe is machined part of the outer surface of the curve, generating second objects; in the bending process, for each process step, the configuration of the first object and the second object configuration corresponding to the intersection calculation, to determine whether the first object and the second object intersect; if are not, it is determined if the elbow is available; it is determined, bending process needs to be adjusted. Therefore, the method of collision interference detection in the process of pipe bending further improves the calculation efficiency.

【技术实现步骤摘要】
一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法及装置
本专利技术涉及弯管加工
，特别是涉及一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法及装置。
技术介绍
数控弯管机在加工复杂管材时，需要先通过软件模拟加工过程，并检测在加工中以各个姿态出现的弯管是否与地面、模具以及机床发生碰撞干涉，从而优化弯管加工工艺。随着工业的发展，大量各式弯管广泛应用于汽车、船舶、航空、航天等机械制造相关领域，数控弯管机是自动化生产弯管的机器，对于复杂形状的弯管生成尤其重要，数控弯管机包含机身、挡板、送料机构、机头、弯曲部件、辅推部件、夹具和模具等几十种子部件，它们之间相互关联，在弯管加工中按照关联关系运动。复杂形状的弯管在加工过程中会呈现出各种姿态，其和地面、模具以及机床各个构件之间存在很大可能的碰撞干涉，直接决定着该加工工艺的可行性，因此对弯管加工过程进行仿真模拟以及碰撞干涉检测是十分必要的。弯管过程仿真软件可以根据不同的机型型号和模型，建立弯管机床模型库，通过对弯管加工过程的模拟和动画播放，将其直观的展示出来，优化复杂弯管的加工工艺。弯管干涉碰撞检测是弯管过程仿真软件最重要的组成部分，其计算效率和准确性直接决定软件的性能。目前通用的碰撞检测方法如下：AABBTree(Axis-AlignedBounndingBox，轴对齐矩形边界框)法为主的包围盒检测方法，将两个待测形状分别求包围盒，如果包围盒发生碰撞，再分别将两个待测形状通过三角化方法实现离散，将得到的三角形放置在AABBTree中，进行求解，如LSS(LinearlySweptSphere)方法等。但由于弯管加工过程中，弯管机的各个部件运动状态复杂，弯管的形状也在时时变化，使得通用的碰撞检测方法效率较低、可靠性差，无法满足使用要求。
技术实现思路
本专利技术提供了一种弯管加工过程中碰撞干射检测方法及装置，以解决现有技术中对弯管加工过程中碰撞检测方法效率较低，无法满足使用要求等问题。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法，所述方法包括：将数控弯管机划分为多个构型以及确定各所述构型之间的运动关系；针对每个构型，确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面；将各所述计算面三角化；生成包含多个空间三角形的计算面；将所述构型与各所述包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象；将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象；按照预设弯管加工工艺进行弯管加工模拟；在所述弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交；针对各构型若判断结果均为否，则确定所述弯管加工工艺可用；若至少一个构型对应的判断结果为是，则确定所述弯管加工工艺需要调整。优选地，所述确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面的步骤，包括：将所述构型中可能与弯管干涉的外表面从整个模型中抽取出，将提取各外表面作为计算面。优选地，所述将各所述计算面三角化的步骤，包括：针对每个计算面，根据所述计算面的大小以及预设的空间三角形大小，将所述计算面离散成多个独立的空间三角形。优选地，所述将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象的步骤包括：确定弯管已加工部分；获取所述弯管已加工部分的外表面；沿所述弯管外径分别取若干点，以各点为起点，沿所述弯管的中心线方向将所述外表面划分成多条曲线，生成第二对象，其中，所述第二对象包括直线段以及弧线。优选地，针对各工艺步骤中的各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交的步骤包括：对于第一对象的相对位置在绝对坐标系发生改变时，生成位置的第一坐标变换矩阵，并求得逆矩阵；在绝对坐标系中，根据第二对象的实际位置变化，生成第二坐标变换矩阵；在绝对坐标系中保持第一对象位置不变，将所述逆矩阵与所述第二坐标变化矩阵相乘，计算得到第三矩阵，依据所述第三矩阵判断所述第一对象与所述第二对象是否相交。优选地，所述依据所述第三矩阵判断所述第一对象与所述第二对象是否相交的步骤，包括：针对每个构型，生成第一对象对应的第一包围盒；依据所述第二对象生成第二包围盒，第二包围盒乘以第三矩阵；在弯管加工过程中，判断所述第二包围盒与各所述第一包围盒中的任一包围盒是否相交；若相交，则将所述第一对象包含的空间三角形与所述第二对象包含的线段乘以第三矩阵后，进行相交计算，若有任意一个三角形和线段相交，则第一对象和第二对象相交；若全部不相交，则确定所述构型对应的第一对象与所述第二对象不相交。为了解决上述问题，本专利技术公开了一种弯管加工过程中碰撞干涉检测装置，包括：构型确定模块，用于将数控弯管机划分为多个构型以及确定各所述构型之间的运动关系；计算面生成模块，用于针对每个构型，确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面；三角化模块，用于将各所述计算面三角化；计算面生成模块，用于生成包含多个空间三角形的计算面；第一生成模块，用于将所述构型与各所述包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象；第二生成模块，用于将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象；模拟模块，用于按照预设弯管加工工艺进行弯管加工模拟；判断模块，用于在所述弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交；第一确定模块，用于针对各构型若判断结果均为否，则确定所述弯管加工工艺可用；第二确定模块，用于若至少一个构型对应的判断结果为是，则确定所述弯管加工工艺需要调整。优选地，所述计算面生成模块具体用于：将所述构型中可能与弯管干涉的外表面从整个模型中抽取出，将提取各外表面作为计算面。优选地，所述三角化模块具体用于：针对每个计算面，根据所述计算面的大小以及预设的空间三角形大小，将所述计算面离散成多个独立的空间三角形。优选地，所述第二生成模块包括：弯管确定子模块，用于确定弯管已加工部分；外表面获取子模块，用于获取所述弯管已加工部分的外表面；曲线化子模块，用于沿所述弯管外径分别取若干点，以各点为起点，沿所述弯管的中心线方向将所述外表面划分成多条曲线，其中，所述曲线包括直线段以及弧线。与现有技术相比，本专利技术具有以下优点：本专利技术实施例提供的一种弯管加工过程中碰撞干射检测方案，在弯管加工循环过程中，将可能会和弯管发生干涉的机床构型整理出来，只计算这些机床构型中各计算面和曲线化后的弯管在弯管加工过程中的干涉情况，大大提升了碰撞反射计算效率。将计算面三角化、将弯管曲线化，计算数据量小且计算结果准确性高可靠性强，由于计算量小相应的则计算耗时短，因此，能够进一步提升计算效率。附图说明图1是本专利技术实施例一的一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法的步骤流程图；图2是本专利技术实施例中的弯管机构型架构图；图3是本专利技术实施例二的一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法的步骤流程图；图4是本专利技术实施例三的一种弯管加工过程中碰撞干涉检测装置的结构框图；图5是本专利技术实施例四的一种弯管加工过程中碰撞干涉检测装置的结构框图；图6为本专利技术实施例弯管曲线化之前的示意图；图7为弯管曲线化后的示意图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法，其特征在于，所述方法包括：将数控弯管机划分为多个构型以及确定各所述构型之间的运动关系；针对每个构型，确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面；将各所述计算面三角化；生成包含多个空间三角形的计算面；将所述构型与各所述包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象；将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象；按照预设弯管加工工艺进行弯管加工模拟；在所述弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交；针对各构型若判断结果均为否，则确定所述弯管加工工艺可用；若至少一个构型对应的判断结果为是，则确定所述弯管加工工艺需要调整。

【技术特征摘要】
1.一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法，其特征在于，所述方法包括：将数控弯管机划分为多个构型以及确定各所述构型之间的运动关系；针对每个构型，确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面；将各所述计算面三角化；生成包含多个空间三角形的计算面；将所述构型与各所述包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象；将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象；按照预设弯管加工工艺进行弯管加工模拟；在所述弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交；针对各构型若判断结果均为否，则确定所述弯管加工工艺可用；若至少一个构型对应的判断结果为是，则确定所述弯管加工工艺需要调整。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面的步骤，包括：将所述构型中可能与弯管干涉的外表面从整个模型中抽取出，将提取各外表面作为计算面。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将各所述计算面三角化的步骤，包括：针对每个计算面，根据所述计算面的大小以及预设的空间三角形大小，将所述计算面离散成多个独立的空间三角形。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象的步骤包括：确定弯管已加工部分；获取所述弯管已加工部分的外表面；沿所述弯管外径分别取若干点，以各点为起点，沿所述弯管的中心线方向将所述外表面划分成多条曲线，生成第二对象，其中，所述第二对象包括直线段以及弧线。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，针对各工艺步骤中的各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交的步骤包括：对于第一对象的相对位置在绝对坐标系发生改变时，生成位置的第一坐标变换矩阵，并求得逆矩阵；在绝对坐标系中，根据第二对象的实际位置变化，生成第二坐标变换矩阵；在绝对坐标系中保持第一对象位置不变，将所述逆矩阵与所述第二坐标变化矩阵相乘，计算得到第三矩阵，依据所述第三矩阵判断所述第一对象与所述第二对象是否相交。6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述依据所述第三矩阵判断所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：牟全臣，杜二宝，白绍鹏，张恭亮，田大将，
申请(专利权)人：苏州数设科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32