一种机器人激光切割全路径的生成方法技术

一种机器人激光切割全路径的生成方法，直接针对复杂模型文件，生成切割路径，将复杂的模型文件进行修复，删除非法数据，保留有用信息，同时将组成模型的各个碎片进行整合，使模型变成一个理想化的完整模型，再用现有路径生成文件来生成切割路径。优点：生成的路径为连续整体的路径，机器人正确地按照指定的路径运动，完成工件切割。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于机器人激光切割技术，涉及一种机器人激光切割全路径的生成方法。
技术介绍
在机器人激光切割领域，给定了一个切割件，同时给了这个切割件的模型文件，首先要在电脑中，计算出这个切割件的切割路径，将此路径发到机器人上去，机器人才可能正确地按照指定的路径运动。这个过程中，现有的技术中存在的主要不足在于：在国内用户能够提供的切割件的模型文件不是理想化的，它往往是通过激光扫描技术得到的模型，其中有很多非法数据，而且是由很多碎片组成的，不连续,数量能达到上千个碎片，就象出土文物一样。而现有的路径生成方法，只能对理想化的模型进行路径生成，如果模型文件过于复杂，碎片太多，可生成的切割路径就会有很多错误。
技术实现思路
本专利技术为解决以上技术问题，提出一种机器人激光切割全路径的生成方法。采用的技术方案如下：一种机器人激光切割全路径的生成方法，步骤一、读取三角网格的基础数据，包括三角网格中所有顶点的坐标，所有三角形的顶点索引；步骤二、建立三角网格中所有三角形，边，顶点之间的相邻关系；步骤三、建立显示三角网格所需要的混合数组，并将混合数组打好包，输送到显示设备，显示；步骤四、根据三角形之间的邻接关系，对三角网格进行等价类划分，其中每个等价类中的三角形都是通过邻接关系可以互联互通的，而不同等价类之间是不能互联互通的；步骤五、找出所有的单侧边，并且将这些单侧边组成一个个的封闭曲线；每一个封闭曲线即是一个碎片的边界；步骤六、给定一个阈值，找出所有顶点之间的距离小于此阈值的顶点对，将这些距离小于阈值的顶点对视为同一个顶点，然后再重建三角网格；步骤七、重建后的三角形网格中，每一个边界即是所需的轮廓线；选择每个轮廓线，生成好加工路径上的点以及每一点的姿态；将数据送到机器人中去，机器人按生成的整体路径进行激光切割。读取数据、打包所用硬件为高性能图形工作站。显示设备用的是OPENGL平台。有益效果：生成的路径为连续整体的路径，机器人正确地按照指定的路径运动，完成工件切割。附图说明图1现有技术生成不完全路径示意图；图2本方法生成完整路径示意图。具体实施方式如图1，由于用户想要的加工路径为整个外轮廓的闭合曲线，而现有技术只能生成其中的一段。如图2，采用本方法生成的是整个外轮廓的闭合曲线。针对切割件模型文件的复杂情况，本专利技术直接针对复杂模型文件，生成切割路径，将复杂的模型文件进行修复，删除非法数据，保留有用信息，同时将组成模型的各个碎片进行整合，使模型变成一个理想化的完整模型，再用现有路径生成文件来生成切割路径。1.为了便于理解本专利技术技术方案，有必要先介绍一下本专利技术要用到的一个
技术介绍
，即三角网格表达工件模型的技术。一个切割件的模型，在计算机中，是用三角网格来表达的。三角网格就是一个三角面的集合，其中定义了各个三角形之间的邻接关系。2.现有的模型处理技术，只能处理三角网格中各个三角形的邻接关系已完整建立的情况，而用户提供的模型文件中，各个三角形的邻接关系并不完整。这就导致现有的处理技术无法处理这些不完整的三角网格。本专利技术针对用户提供的大多数模型文件中三角网格邻接关系不完整这一客观事实，提出了自己的解决方案：a.将三角网格中，对已建立邻接关系的各个部分，创建一个个的等价类，又称为碎片，然后，通过用户操作，在各个碎片上选择切割路径上的点，再将用户选择的这些点串起来，补上用户没有选中的点，即可生成一个完整的切割路径。由于切割路径上一般会有几百个点，用户只需要通鼠标操作，点选10-20个点，其他95%以上的点，都是由程序自动计算补上去的。这种方法最大的优势在于：既给用户提供了相当的灵活性，让用户通过鼠标操作来引导切割路径的生成，同时用户需要进行的操作不会太多，仍然能够在用户可以接受的范围内。如果用户为了生成一个加工路径，通过鼠标操作几百次，则用户的可用性就不高了。b.在建立了三角网格的所有碎片的基础上，再寻求将各个相邻的碎片进行三角网格的缝合，使整个三角网格成为一个整体。这缝合三角网格的技术具体方案为：建立各个碎片的边界点之间的空间距离，以及边界点与边界上的边的空间距离，如果这个距离小于一个域值，则表示：两个边界点可以合并为一个边界点，或边界点落在了边界上的边上，从而将边界上的边一分为二，在此基础上，再重建整个三角网格，即可使所有的三角形都通邻接关系互联互通了。具体实施本方法的过程：1、读取三角网格的基础数据，包括三角网格中所有顶点的坐标，所有三角形的顶点索引等。2、建立三角网格中所有三角形，边，顶点之间的相邻关系。3、建立显示三角网格所需要的混合数组，并将混合数组打好包，输送到OPENGL中，显示。4、根据三角形之间的邻接关系，对三角网格进行等价类划分，其中每个等价类中的三角形都是通过邻接关系可以互联互通的，而不同等价类之间是不能互联互通的。每一个等价类在本专利技术软件中又称为一个碎片。5、找出所有的单侧边，并且将这些单侧边组成一个个的封闭曲线。每一个封闭曲线即是一个碎片的边界。6、给定一个阈值，找出所有顶点之间的距离小于此阈值的顶点对，将这些距离小于阈值的顶点对视为同一个顶点，然后再重建三角网格。7、重建后的三角形网格中，每一个边界即是用户要求的轮廓线。选择每个轮廓线，生成好加工路径上的点以及每一点的姿态。即可将数据送到机器人中去，指导机器人去加工工件了。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种机器人激光切割全路径的生成方法，其特征是：步骤一、读取三角网格的基础数据，包括三角网格中所有顶点的坐标，所有三角形的顶点索引；步骤二、建立三角网格中所有三角形，边，顶点之间的相邻关系；步骤三、建立显示三角网格所需要的混合数组，并将混合数组打好包，输送到显示设备，显示；步骤四、根据三角形之间的邻接关系，对三角网格进行等价类划分，其中每个等价类中的三角形都是通过邻接关系可以互联互通的，而不同等价类之间是不能互联互通的；步骤五、找出所有的单侧边，并且将这些单侧边组成一个个的封闭曲线；每一个封闭曲线即是一个碎片的边界；步骤六、给定一个阈值，找出所有顶点之间的距离小于此阈值的顶点对，将这些距离小于阈值的顶点对视为同一个顶点，然后再重建三角网格；步骤七、重建后的三角形网格中，每一个边界即是所需的轮廓线；选择每个轮廓线，生成好加工路径上的点以及每一点的姿态；将数据送到机器人中去，机器人按生成的整体路径进行激光切割。

【技术特征摘要】
1.一种机器人激光切割全路径的生成方法，其特征是：步骤一、读取三角网格的基础数据，包括三角网格中所有顶点的坐标，所有三角形的顶点索引；步骤二、建立三角网格中所有三角形，边，顶点之间的相邻关系；步骤三、建立显示三角网格所需要的混合数组，并将混合数组打好包，输送到显示设备，显示；步骤四、根据三角形之间的邻接关系，对三角网格进行等价类划分，其中每个等价类中的三角形都是通过邻接关系可以互联互通的，而不同等价类之间是不能互联互通的；步骤五、找出所有的单侧边，并且将这些单侧边组成一个个的封闭曲线；每一个封闭曲线即是一个...

【专利技术属性】
技术研发人员：金自力，刘贵兵，
申请(专利权)人：南京中科川思特软件科技有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32