基于双激光头的增材制造路径规划算法制造技术

本发明专利技术属于人工智能及3D打印领域，涉及一种基于双激光头的增材制造路径规划算法。首先将三维模型切片后的到的二维轮廓采用基于全局剖分的多边形凸分解算法进行分区，然后在每个子分区内部选择平行线扫描法进行填充，最后将原始旅行商问题看作多旅行商问题来连接子分区路径实现基于双激光头的分区连接算法，得到路径规划的仿真结果，最终完成打印过程。该方法可以有效地将打印路径较为均匀地分配到两个打印头上，同时基于多边形凸分解的分区算法可以有效减少打印头起落次数以及打印头空走行程，能够达到有效减少打印时间，达到提高打印效率以及打印质量的目的。打印效率以及打印质量的目的。打印效率以及打印质量的目的。

【技术实现步骤摘要】
基于双激光头的增材制造路径规划算法


[0001]本专利技术属于人工智能及3D打印领域，设计一种基于双激光头的增材制造路径规划算法。

技术介绍

[0002]增材制造的主要过程是将零件模型按照一定厚度进行切片，然后将切片的每一层进行路径规划导入打印机打印，最终成型为所需求的零件。在打印过程中最为重要的一个环节就是打印路径的规划设计，打印路径的优劣决定着打印质量的好坏同时也影响着打印速度和打印耗材量。现在常见的路径规划方法有平行扫描法、轮廓偏置法、螺旋扫描法等。对于针对大型金属件的增材制造的路径规划算法常用的主要是平行扫描方法，该方法较为成熟，简单易用，打印速度较快能够节省打印时间并且有利于下一步的路径连接。
[0003]对于较为复杂的模型轮廓，利用传统的路径填充算法会出现打印头走空距离大、打印头起落次数多以及尖角打印堆积等问题，为了解决这些问题，可以使用分区的方法，先将复杂轮廓图形分解成多个简单的图形，再将每个小分区进行路径填充，形成最终的路径规划。
[0004]近年来，增材制造技术的广泛应用使得打印机的制造也变得多样化，出现多种不本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于双激光头的增材制造路径规划算法，其特征在于，具体步骤如下：Step1：预处理工作及模型分区的计算根据增材制造需要打印的模型，建立3D仿真模型，并对此3D仿真模型进行切片；针对每个二维切片面，将其轮廓输出为顺序点集存储在excel文件中，以其中一层为例，模型分区过程如下：第一步，遍历二维切片面轮廓的多边形顶点存入点集，建立凹点串；依次从多边形点集中取出顶点，判断是否为凹点，如果是凹点则将其存入凹点串，同时记录该点的前驱和后继并标识为未访问；遍历结束后若没有凹点，则该多边形为凸多边形，直接进行Step2的路径规划过程；否则继续对多边形进行分区；第二步，如果凹多边形中两个顶点之间的连线能够全部落在该多边形的内部，则将这两个顶点称作是彼此可视的；依次遍历凹点串中未访问的凹点，采用加权的方法引导多边形分区过程，为每一组可视的点对建立权函数w
i
如公式(1)，每次都连接权值最大的两个可视点对，使得到的凸多边形数目最少；其中，p
i
为多边形的一个凹点，p
i
‑1、p
i+1
是该点的相邻点；假设p
j
为从p
i
出发的剖分线另一端，α和β分别为向量p
i
p
j
与向量p
i
p
i
‑1，p
i
p
i+1
的夹角；第三步，遍历凹点串，利用公式(1)的权函数从每个凹点中找到最优的剖分点、权值和剖分类型并保存下来，其中，剖分点为凹点时剖分类型值为1，为凸点时剖分类型值为2，为辅助点时剖分类型值为3；w
i
＝f(α,β)＝|cosα
‑
cosβ| (1)第四步，遍历凹点串，找出权值最小的凹点；按照以下规律找寻：剖分类型值为1，即最佳剖分；如果没有则找剖分类型值为2的凸点；最后再找辅助点剖分；第五步，根据凹点和剖分点将原始多边形分解为两个新的多边形，并添加到多边形存储链表中，同时从多边形链表中删除原始多边形，依次地递归地对新生成的多边形进行凹多边形凸分解，直到没有凹点为止；Step2：基于双激光头的路径规划(1)子分区路径规划使用平行线扫描路径规划法对每个子分区进行路径规划，对每个子分区自适应选择沿某...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔紫微，王祎，范永刚，王胜法，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：