本申请提供了一种叶盘轮毂加工路径生成方法、装置、介质和电子设备，机械加工技术领域，本申请通过将待加工区域映射为表征标量场的二维网格区域；再采用拉普拉斯方程，对标量场中每个顶点的场值进行求解；进而基于边界顶点的场值和内部顶点的场值，可以生成预设数量的等势曲线；最后基于等势曲线，确定待加工区域的加工路径。本申请实施例通过对整个待加工区域采用拉普拉斯方程的方式来计算场的分布，计算结果精确可控；同时运用标量场的连续分布性质，在有效避免出现尖角和突变现象的同时，整个变换过程算法变得简单和高效，避免了传统算法的复杂性和不稳定性。算法的复杂性和不稳定性。
【技术实现步骤摘要】
叶盘轮毂加工路径生成方法、装置、介质和电子设备
[0001]本申请涉及机械加工
，特别是涉及一种叶盘轮毂加工路径生成方法、装置、介质和电子设备。
技术介绍
[0002]整体叶盘是为了满足高性能航空发动机而设计的新型结构件。与传统的装配结构相比，整体叶盘将叶片和轮盘设计成一个整体结构，省去了传统联接用的榫头、榫槽和锁紧装置，减少了结构重量和零件数量，避免了榫头气流损失，使大为简化了发动机结构。
[0003]目前，传统的针对整体叶盘的轮毂区域(以下简称叶盘轮毂)加工路径的处理，一般采用放宽精度拟合或三维映射网格化布点的方式。对于放宽精度拟合的方式，存在着以下缺点：首先，精度的控制会受到损失，叶盘轮毂的尖角处容易出现空隙过大的现象；其次，较难控制，加工时还需其它方式补救，从而加工难度较大。对于三维映射网格化布点的方式，因其原理需将三维曲面映射到平面，再进行网格化布点，整个计算过程非常繁琐，导致算法复杂度和鲁棒性很难控制，同时由于算法的复杂性而导致算法效率有很大的一定影响，影响用户的交互体验。
技术实现思路
[0004]本申请提供一种叶盘轮毂加工路径生成方法、装置、介质和电子设备，能够在确保刀路质量和精度的同时避免算法的复杂性和不稳定性。
[0005]第一方面，本申请示出了一种叶盘轮毂加工路径生成方法，所述方法包括：
[0006]将待加工区域映射为表征标量场的二维网格区域，所述二维网格区域包括边界顶点和内部顶点；其中，所述边界顶点在所述标量场中的场值为预设值；
[0007]构建所述内部顶点对应的拉普拉斯方程，并基于所述边界顶点的场值对所述拉普拉斯方程求解，得到所述内部顶点对应的场值；
[0008]基于所述边界顶点的场值和所述内部顶点的场值，生成预设数量的等势曲线；
[0009]基于所述等势曲线，确定所述待加工区域的加工路径。
[0010]在本申请一实施例中，所述将待加工区域映射为表征标量场的二维网格区域的步骤，包括：
[0011]对所述待加工区域的边界曲线参数域进行参数域转换，得到二维边界曲线；
[0012]基于所述二维边界曲线，对所述待加工区域进行等参数离散，以将所述待加工区域划分为若干个网格，得到所述二维网格区域；
[0013]将位于所述二维边界曲线上的网格顶点确定为所述边界顶点，将位于所述二维边界曲线内的网格顶点确定为所述内部顶点，并按照垂直所述加工路径的方向，将所述边界顶点的场值设置为不断递减的预设值。
[0014]在本申请一实施例中，所述构建所述内部顶点对应的拉普拉斯方程，并基于所述边界顶点的场值对所述拉普拉斯方程求解，得到所述内部顶点对应的场值的步骤，包括：
[0015]构建所述内部顶点的拉普拉斯方程对应的矩阵方程；所述矩阵方程包括拉普拉斯矩阵、待求解列向量和常量列向量；其中，所述待求解列向量表征所述内部顶点在所述标量场中的场值，所述常量列向量是基于所述边界顶点在所述标量场中的场值得到的；
[0016]计算所述内部顶点与相邻顶点之间的权重，并基于所述权重，得到所述拉普拉斯矩阵；其中，所述相邻顶点表示所述二维网格区域中与所述内部顶点邻近的顶点；
[0017]基于所述拉普拉斯矩阵和所述常量列向量，对所述矩阵方程进行求解，得到所述待求解列向量值对应的内部顶点的场值。
[0018]在本申请一实施例中，所述基于所述边界顶点的场值和所述内部顶点的场值，生成预设数量的等势曲线的步骤，包括：
[0019]基于预设数量的加工路径，确定所述预设数量的等势线的生成位置以及每条所述等势线各自对应的场值；
[0020]基于所述边界顶点的场值、所述内部顶点的场值和每条所述等势线各自对应的场值，确定每条所述等势线各自对应的等势离散点在所述二维网格区域上的分布；
[0021]对每条所述等势线各自对应的等势离散点进行样条曲线插值，生成所述预设数量的等势曲线。
[0022]在本申请一实施例中，所述基于所述边界顶点的场值、所述内部顶点的场值和每条所述等势线各自对应的场值，确定每条所述等势线各自对应的等势离散点在所述二维网格区域上的分布的步骤，包括：
[0023]基于所述边界顶点的场值、所述内部顶点的场值和每条所述等势线各自对应的场值，确定每条所述等势线各自对应等势离散点的邻近顶点；所述邻近顶点包括分别位于所述等势离散点左右两侧的内部顶点或边界顶点；
[0024]基于所述邻近顶点各自对应的场值，确定每条所述等势线各自对应的等势离散点在所述二维网格区域上的分布。
[0025]第二方面，基于相同专利技术构思，本申请实施例提供了一种叶盘轮毂加工路径生成装置，所述叶盘轮毂加工路径生成装置包括：
[0026]映射模块，用于将待加工区域映射为表征标量场的二维网格区域，所述二维网格区域包括边界顶点和内部顶点；其中，所述边界顶点在所述标量场中的场值为预设值；
[0027]求解模块，用于构建所述内部顶点对应的拉普拉斯方程，并基于所述边界顶点的场值对所述拉普拉斯方程求解，得到所述内部顶点对应的场值；
[0028]生成模块，用于基于所述边界顶点的场值和所述内部顶点的场值，生成预设数量的等势曲线；
[0029]确定模块，用于基于所述等势曲线，确定所述待加工区域的加工路径。
[0030]在本申请一实施例中，所述映射模块包括：
[0031]参数域转换子模块，用于对所述待加工区域的边界曲线参数域进行参数域转换，得到二维边界曲线；
[0032]网格划分子模块，用于基于所述二维边界曲线，对所述待加工区域进行等参数离散，以将所述待加工区域划分为若干个网格，得到所述二维网格区域；
[0033]网格顶点确定子模块，用于将位于所述二维边界曲线上的网格顶点确定为所述边界顶点，将位于所述二维边界曲线内的网格顶点确定为所述内部顶点，并按照垂直所述加
工路径的方向，将所述边界顶点的场值设置为不断递减的预设值。
[0034]在本申请一实施例中，所述求解模块包括：
[0035]矩阵方程构建子模块，用于构建所述内部顶点的拉普拉斯方程对应的矩阵方程；所述矩阵方程包括拉普拉斯矩阵、待求解列向量和常量列向量；其中，所述待求解列向量表征所述内部顶点在所述标量场中的场值，所述常量列向量是基于所述边界顶点在所述标量场中的场值得到的；
[0036]权重计算子模块，用于计算所述内部顶点与相邻顶点之间的权重，并基于所述权重，得到所述拉普拉斯矩阵；其中，所述相邻顶点表示所述二维网格区域中与所述内部顶点邻近的顶点；；
[0037]方程组求解子模块，用于基于所述拉普拉斯矩阵和所述常量列向量，对所述矩阵方程进行求解，得到所述待求解列向量值对应的内部顶点的场值。
[0038]在本申请一实施例中，所述生成模块包括：
[0039]第一确定子模块，用于基于预设数量的加工路径，确定所述预设数量的等势线的生成位置以及每条所述等势线各自对应的场值；
[0040]本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种叶盘轮毂加工路径生成方法，其特征在于，所述方法包括：将待加工区域映射为表征标量场的二维网格区域，所述二维网格区域包括边界顶点和内部顶点；其中，所述边界顶点在所述标量场中的场值为预设值；构建所述内部顶点对应的拉普拉斯方程，并基于所述边界顶点的场值对所述拉普拉斯方程求解，得到所述内部顶点对应的场值；基于所述边界顶点的场值和所述内部顶点的场值，生成预设数量的等势曲线；基于所述等势曲线，确定所述待加工区域的加工路径。2.根据权利要求1所述的叶盘轮毂加工路径生成方法，其特征在于，所述将待加工区域映射为表征标量场的二维网格区域的步骤，包括：对所述待加工区域的边界曲线参数域进行参数域转换，得到二维边界曲线；基于所述二维边界曲线，对所述待加工区域进行等参数离散，以将所述待加工区域划分为若干个网格，得到所述二维网格区域；将位于所述二维边界曲线上的网格顶点确定为所述边界顶点，将位于所述二维边界曲线内的网格顶点确定为所述内部顶点，并按照垂直所述加工路径的方向，将所述边界顶点的场值设置为不断递减的预设值。3.根据权利要求1所述的叶盘轮毂加工路径生成方法，其特征在于，所述构建所述内部顶点对应的拉普拉斯方程，并基于所述边界顶点的场值对所述拉普拉斯方程求解，得到所述内部顶点对应的场值的步骤，包括：构建所述内部顶点的拉普拉斯方程对应的矩阵方程；所述矩阵方程包括拉普拉斯矩阵、待求解列向量和常量列向量；其中，所述待求解列向量表征所述内部顶点在所述标量场中的场值，所述常量列向量是基于所述边界顶点在所述标量场中的场值得到的；计算所述内部顶点与相邻顶点之间的权重，并基于所述权重，得到所述拉普拉斯矩阵；其中，所述相邻顶点表示所述二维网格区域中与所述内部顶点邻近的顶点；基于所述拉普拉斯矩阵和所述常量列向量，对所述矩阵方程进行求解，得到所述待求解列向量值对应的内部顶点的场值。4.根据权利要求1所述的叶盘轮毂加工路径生成方法，其特征在于，所述基于所述边界顶点的场值和所述内部顶点的场值，生成预设数量的等势曲线的步骤，包括：基于预设数量的加工路径，确定所述预设数量的等势线的生成位置以及每条所述等势线各自对应的场值；基于所述边界顶点的场值、所述内部顶点的场值和每条所述等势线各自对应的场值，确定每条所述等势线各自对应的等势离散点在所述二维网格区域上的分布；对每条所述等势线各自对应的等势离散点进行样条曲线插值，生成所述预设数量的等势曲线。5.根据权利要求4所述的叶盘轮毂加工路径生成方法，其特征在于，所述基于所述边界顶点的场值、所述内部顶点的场值和每条所述等势线各自对应的场值，确定每条所述等势线各自对应的等势离散点在所述二维网格区域上的分布的步骤，包括：基于所述边界顶点的场值、所述内部顶点的场值和...
【专利技术属性】
技术研发人员：王珏，杨大风，黄莺，王玉福，李弘，
申请(专利权)人：海南航工科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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