一种基于刀轨前瞻的动态体素划分方法技术

本发明专利技术公开了一种基于刀轨前瞻的动态体素划分方法，包括步骤：读取毛坯面片模型，设定体素层级、大小，建立毛坯的体素模型；根据刀具进给速度计算未来给定时间后刀具的运动路径，得到前瞻刀轨；计算前瞻刀轨上与刀具相交的相交体素，划分相交体素至最小体素；根据相交体素分割毛坯的面片模型的情况，建立相交体素的Tri

【技术实现步骤摘要】
一种基于刀轨前瞻的动态体素划分方法


[0001]本专利技术属于智能制造数控加工领域，涉及切削加工几何仿真方法，具体涉及一种基于刀轨前瞻的动态体素划分方法。

技术介绍

[0002]随着制造技术的发展，数控加工领域对加工仿真方法提出了更高的要求，尤其是实时、精确、高效的切削在线加工仿真方法。与离线仿真不同的是，在线仿真主要用于机床加工过程监控和状态分析，需要保证仿真和加工过程的同步性，同时还要保证仿真结果的精确性，因而对算法效率提出了更高的要求。
[0003]传统的几何切削仿真方法可以分为基于实体模型的加工仿真和基于离散模型的加工仿真。前者可以准确地表示3D模型的几何形状，仿真结果精确，但所需计算资源较大，仿真效率低，难以实现在线仿真；后者在仿真开始前先将工件模型整体离散化，然后通过离散单元间的布尔运算执行仿真，这样可以提升一定的效率。离散模型的方法以Tri
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Dexel模型和Voxel模型为主。Tri
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Dexel模型将3D模型离散成多个互相正交的线束，模型的精确度取决于线束之间的间距。其优点是能保持较本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于刀轨前瞻的动态体素划分方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，毛坯初始化：读取毛坯面片模型，根据切削仿真的计算需求，设定体素层级、大小，建立毛坯的体素模型；S2，刀轨前瞻：根据刀具进给速度计算未来给定时间后刀具的运动路径，得到前瞻刀轨；S3，动态体素划分：计算前瞻刀轨上与刀具相交的相交体素，划分所述相交体素至最小体素；S4，建立混合模型：根据所述相交体素分割毛坯的面片模型的情况，建立所述相交体素的Tri
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Dexel模型，得到毛坯的面片
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Tri
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Dexel混合模型；S5，刀具
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毛坯布尔运算：利用毛坯的面片
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Tri
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Dexel混合模型，计算刀具与毛坯Tri
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Dexel模型的线束交点，更新毛坯的Tri
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Dexel模型，利用MC算法更新毛坯的面片模型，完成切削仿真。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤S1，根据切削仿真的计算需求，设定体素层级、大小，建立毛坯的体素模型，包括以下子步骤：S1.1，初始化要建立的体素层级和体素大小：体素层级为三级，3级体素对应空间最小分辨率R
×
R
×
R，其中R为刀具半径，即3级体素边长l3=R，2级体素边长l2=k2R，1级体素边长l1=k1R，其中k1、k2均为大于1的正整数且k1＞k2；S1.2，建立毛坯的体素模型：毛坯大小为，其中，l
workpeice
、h
workpeice
、b
workpeice
分别为毛坯的长、高、宽，则各级体素数量为1级体素：2级体素：3级体素：其中，[]为取整操作，若整除则取商，若不整除则对商向下取整并加一；S1.3，初始化体素内存池和Tri
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Dexel模型内存池：分别建立体素和Tri
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Dexel模型的内存池，对各级体素和Tri
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Dexel模型预分配内存。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述步骤S2具体为：已知当前刀具所在位置，设当前刀具进给速度为v
F
，刀具单向运动，则t
f
时间后刀具位...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖文磊，戴博方，邱天泽，张凱尧，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：