一种用于确定刀触点的方法、装置和系统制造方法及图纸

本公开内容涉及用于确定刀触点的方法和装置。一个实施例公开了一种用于确定刀触点的方法，包括：确定离散工件表面得到的三角片模型；建立刀具的刀具圆环体的包围盒；确定刀触点的候选点，其中所述确定刀触点的候选点，包括：确定投影平面，所述投影平面包含投影方向和所述三角片模型中的第一边，所述投影方向为所述刀具向所述工件表面投影的方向；根据所述投影平面与所述包围盒相交的点确定所述刀具圆环体在所述第一边上的投影区域；根据所述投影区域寻找最优点，其中所述最优点为所述刀具圆环体与所述第一边的切点；响应于在所述第一边上找到最优点，将所述最优点作为刀触点的候选点。本公开还描述了相应的装置以及计算机系统和计算机可读存储介质。

Method, device and system for determining cutter contact point

The present disclosure relates to a method and device for determining a cutter contact. One embodiment discloses a method for determining the contact point of a knife, including a triangle model to determine the surface of a discrete workpiece, a encircling box for the tool's ring body, and a candidate point for determining the tool contact, including the candidate points for determining the tool contact, including the projection plane, and the projection plane containing the projection plane. The projection direction is the direction of the projection of the tool to the surface of the workpiece, and the projection area intersected by the projection plane and the encircling box determines the projection area on the first edge according to the projection plane and the encircling box. The best advantage is the cutting point of the tool circle body and the first side; in response to the best advantage on the first edge, the best advantage is taken as a candidate point for the knife contact. The present disclosure also describes the corresponding device, the computer system and the computer-readable storage medium.

【技术实现步骤摘要】
一种用于确定刀触点的方法、装置和系统
本专利技术总体上涉及铣削加工领域，并且特别涉及用于确定刀触点的方法、装置和系统。
技术介绍
计算机数控(ComputerNumericalControl,CNC)加工在制造业中占据了非常重要的位置。例如，普遍使用的立式加工中心(三轴加工)存在只能进行简单的平面加工的问题，并且只能针对一个平面进行加工。随着技术的不断发展，五轴加工技术开始逐渐得到应用。五轴加工与三轴加工相比，增加了两个旋转轴的自由度，可以实现刀具和被加工表面更好的贴合性，并且能够减少加工时间、提高表面加工精度。但是无论是三轴加工还是五轴加工都需要计算加工刀具的轨迹，特别是对于五轴加工，轨迹的计算非常重要但也非常复杂。刀具加工轨迹的设计需要确定刀触点、刀位点，从而根据刀具的初始位置得到刀具的加工轨迹。因此，如何简单、准确地确定刀触点成为确定刀具加工轨迹的一个关键所在。
技术实现思路
总体上，本专利技术的实施例提出一种用于确定刀触点的技术方案。在一个方面，本专利技术的实施例提供一种用于确定刀触点的方法。所述方法包括：确定离散工件表面得到的三角片模型；建立刀具的刀具圆环体的包围盒；确定刀触点本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于确定刀触点的方法，所述方法包括：确定离散工件表面得到的三角片模型；建立刀具的刀具圆环体的包围盒；确定刀触点的候选点，其中所述确定刀触点的候选点，包括：确定投影平面，所述投影平面包含投影方向和所述三角片模型中的第一边，所述投影方向为所述刀具向所述工件表面投影的方向；根据所述投影平面与所述包围盒相交的点确定所述刀具圆环体在所述第一边上的投影区域；根据所述投影区域寻找最优点，其中所述最优点为所述刀具圆环体与所述第一边的切点；响应于在所述第一边上找到最优点，将所述最优点作为刀触点的候选点。

【技术特征摘要】
2016.12.29 CN 20161124872051.一种用于确定刀触点的方法，所述方法包括：确定离散工件表面得到的三角片模型；建立刀具的刀具圆环体的包围盒；确定刀触点的候选点，其中所述确定刀触点的候选点，包括：确定投影平面，所述投影平面包含投影方向和所述三角片模型中的第一边，所述投影方向为所述刀具向所述工件表面投影的方向；根据所述投影平面与所述包围盒相交的点确定所述刀具圆环体在所述第一边上的投影区域；根据所述投影区域寻找最优点，其中所述最优点为所述刀具圆环体与所述第一边的切点；响应于在所述第一边上找到最优点，将所述最优点作为刀触点的候选点。2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括：响应于还有候选边，从所述候选边中选择一个边作为所述第一边并执行所述确定刀触点的候选点的步骤，其中，所述候选边包括所述三角片模型中特定范围内的三角片的边中未曾作为第一边的边；响应于没有候选边，将所述候选点中沿着所述投影方向的反方向到所述刀具圆环体的投影距离最短的点作为刀触点。3.根据权利要求1所述的方法，其中，所述包围盒为包络着所述刀具圆环体的包围盒。4.根据权利要求1所述的方法，其中，所述包围盒为AABB。5.根据权利要求4所述的方法，其中，所述AABB的底面为正方形，所述正方形的边长为2(b+R)，所述AABB的高为h，其中所述刀具圆环体的圆心为(b,h)，半径为R，刀具圆环体底面的圆心为原点。6.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括：确定所述投影平面是否能够与所述包围盒相交；响应于所述投影平面与所述包围盒没有交点，确定向所述第一边投影失败；所述根据所述投影平面与所述包围盒相交的点确定所述刀具圆环体在所述第一边上的投影区域，包括：响应于所述投影平面与所述包围盒有交点，根据所述投影平面与所述包围盒相交的点确定所述刀具圆环体在所述第一边上的投影区域。7.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括以下至少之一：响应于所述投影方向和所述第一边平行且所述第一边或者所述第一边的延长线能够与所述刀具圆环体相交，将所述第一边的两个端点中在所述投影方向上最靠近所述刀具圆环体的端点作为刀触点的候选点；响应于所述投影方向和所述第一边平行且所述第一边和所述第一边的延长线都不能与所述刀具圆环体相交，确定向所述第一边投影失败。8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述建立刀具的刀具圆环体的包围盒，包括：响应于所述投影方向和所述第一边不平行，建立刀具的刀具圆环体的包围盒。9.根据权利要求1所述的方法，其中，所述方法进一步包括：响应于所述第一边的一个端点是最短投影距离点，将所述端点作为刀触点的候选点，所述最短投影距离点为所述第一边上所有的点中沿着投影方向的反方向投影到所述刀具圆环体的投影距离最短的点。10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述建立刀具的刀具圆环体的包围盒，包括：响应于所述第一边的两个端点均非最短投影距离点，建立刀具的刀具圆环体的包围盒。11.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法进一步包括：计算P1点的投影微分l′1，其中，所述P1点为所述第一边的起点，所述投影微分l′1为P1点对应的投影距离曲线上的点的斜率，所述投影距离曲线为所述第一边上的点与所述点沿着所述投影方向的反方向投影到所述刀具圆环体上的投影距离之间的关系曲线；响应于l′1>0，确定所述P1点为最短投影距离点。12.根据权利要求9所述的方法，其中，所述方法进一步包括：计算P2点的投影微分l′2，其中，所述P2点为所述第一边的终点，所述投影微分l′2为P2点对应的投影距离曲线上的点的斜率，所述投影距离曲线为所述第一边上的点与所述点沿着所述投影方向的反方向投影到所述刀具圆环体上的投影距离之间的关系曲线；响应于l′2<0，确定所述P2点为最短投影距离点。13.根据权利要求1所述的方法，其中，所述建立刀具圆环体的包围盒，包括：响应于满足第一条件，建立刀具圆环体的包围盒，其中所述第一条件包括：所述投影方向和所述第一边不平行；以及所述第一边的两个端点均非最短投影距离点，其中所述最短投影距离点为所述第一边上所有的点中沿着投影方向的反方向投影到所述刀具圆环体的投影距离最短的点。14.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述投影平面与所述包围盒相交的点确定所述刀具圆环体在所述第一边上的投影区域，包括：将所述投影平面与所述包围盒相交的点沿着所述投影方向投影到所述第一边所在的直线，以得到所述直线上的多个投影点；将所述多个投影点中距离最远的两个投影点之间的线段与所述第一边重合的区域确定为所述投影区域。15.根据权利要求1所述的方法，其中，所述根据所述投影区域寻找最优点，包括：在所述投影区域中确定初始迭代点；根据所述初始迭代点迭代计算所述最优点。16.根据权利要求15所述的方法，其中，所述在所述投影区域中确定初始迭代点，包括：将所述投影区域离散为多个点S0……Si；将所述多个点S0……Si沿着所述投影方向的反方向投影到所述刀具圆环体，以得到多个所述刀具圆环体上的投影点Q0……Qi；确定所述多个点S0……Si的投影距离l0……li，其中，ln＝|SnQn|，n的取值为[0,i]；将最短投影距离lm所对应的点Sm确定为所述初始迭代点。17.根据权利要求16所述的方法，其中，所述将所述投影区域离散为多个点S0……Si，包括，将所述投影区域离散为等间隔的X个点，其中所述X的取值为Lp/R的取整，其中Lp为所述投影区域的长度，所述R为所述刀具圆环体的半径。18.根据权利要求15所述的方法，其中，所述根据所述初始迭代点迭代计算所述最优点，包括：采用割线法根据所述初始迭代点迭代计算所述最优点。19.根据权利要求18所述的方法，其中，所述割线法为通过Ek+1＝Ek-akgk迭代计算得到最优点，其中，所述Ek+1为所述第一边所在直线上第k+1个迭代点，所述Ek为所述第一边所在直线上第k个迭代点，所述gk为搜索梯度，所述ak为搜索步长，所述最优点为gk＝0所对应的点；所述gk的取值为其中，Lk＝|EkUk|，λk＝|P1Ek|，其中Uk为Ek沿着投影方向的反方向投影到所述刀具圆环体上的点，P1为所述第一边的起点；所述ak的取值为：若k＝0，a0＝|g0|；若k>0，若gk＝gk-1＝0，则ak＝|gk|，否则20.根据权利要求18所述的方法，其中，所述方法进一步包括：响应于所述最优点位于所述第一边之外，确定向所述第一边投影失败。21.根据权利要求6、7和20中任一项所述的方法，其中，所述方法进一步包括：响应于向所述第一边投影失败，更新所述第一边，并执行所述确定投影平面的步骤，其中所述更新所述第一边包括：将所述三角片模型中未曾作为所述第一边的边更新为所述第一边。22.一种用于确定刀触点的装置，所述装置包括：模型确定模块，被配置为确定离散工件表面得到的三角片模型；包围盒建立模块，被配置为建立刀具的刀具圆环体的包围盒；候选点确定模块，被配置为确定刀触点的候选点，其中所述候选点确定模块，包括：投影平面确定子模块，被配置为确定投影平面，所述投影平面包含投影方向和所述三角片模型中的第一边，所述投影方向为所述刀具向所述工件表面投影的方向；投影区域确定子模块，被配置为根据所述投影平面与所述包围盒相交的点确...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振瀚，李喜艳，杨帆，干力雄，颜昌亚，孙艳艳，陈吉红，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：湖北,42