构建刀具轨迹的方法和装置、电子设备和存储介质制造方法及图纸

本申请公开了一种构建刀具轨迹的方法和装置、电子设备和存储介质，方法包括获取目标几何模型；构建多个切平面；计算每一切平面与目标几何模型的交线；计算每一交线上若干个均匀分布的样本点的法向量；基于交线和样本法向量信息，规划加工目标几何模型的刀具轨迹。本申请通过计算切平面与模型的交线，由交线上选取样本点，基于样本点相邻点的坐标计算样本点的法向量，对样本点进行线性插值获得刀触点，并基于样本点的法向量计算刀触点的法向量，从而有效保证了刀触点的法向量的精度，避免采用三角网格模型中存储的精度较差的法向量信息，保证了刀位点路径的平滑，避免了机床加工过程中不合理的抖动、振动现象以及较差的产品表面质量。质量。质量。

【技术实现步骤摘要】
构建刀具轨迹的方法和装置、电子设备和存储介质


[0001]本申请属于数控加工
，具体涉及一种构建刀具轨迹的方法和装置、电子设备和存储介质。

技术介绍

[0002]三角网格模型是一种表征几何模型的标准，其基本原理是用有限个空间小三角面片拼接形成空间曲面。三角网格模型以STL文件形式存在，文件中存放的数据包括三角面片个数，每个三角面片的法向量以及三点顶点的三维坐标。
[0003]三角网络模型的优点是数据结构简单，但其存在精度低的缺点，特别是法向量的数值精度。在数控加工以及3D打印领域，三角网格模型是常见的待加工零件文件格式。在规划机床轴路径过程中，必经的一步是基于刀触点路径计算刀位点路径，而在这一步骤中需要刀触点的法向量参与计算。低精度的法向量数据会导致不光滑的刀位点路径，从而导致机床各轴路径上出现不合理的抖动，进一步导致加工过程中机床的振动现象以及较差的产品表面质量。

技术实现思路

[0004]本申请的目的在于提供一种构建刀具轨迹的方法和装置、电子设备和存储介质，以解决现有技术中存在的规划机床轴路径过程中，低精度的法向量数据会导致不光滑的刀位点路径，从而导致机床各轴路径上出现不合理的抖动，进一步导致加工过程中机床的振动现象以及较差的产品表面质量的技术问题。
[0005]为了实现上述目的，本申请采用的技术方案是：
[0006]提供一种构建刀具轨迹的方法，包括:
[0007]获取目标几何模型；
[0008]构建多个切平面，所述多个切平面相互平行，且每一切平面均与所述目标几何模型相交；
[0009]计算每一所述切平面与所述目标几何模型的交线；
[0010]计算每一所述交线上若干个均匀分布的样本点的法向量，得到样本法向量信息；
[0011]基于所述交线和所述样本法向量信息，规划加工所述目标几何模型的刀具轨迹。
[0012]在一个或多个实施方式中，所述计算每一所述切平面与所述目标几何模型的交线的步骤包括：
[0013]计算每一所述切平面与所述目标几何模型中三角面片的交点，得到交点集；
[0014]对所述交点集中的交点进行排序，并构建依次连接所述交点的曲线；
[0015]遍历所述曲线上相邻所述交点的距离，以剔除与相邻交点的距离小于第一阈值的重复点，得到所述交线。
[0016]在一个或多个实施方式中，所述计算每一所述交线上若干个均匀分布的样本点的法向量，得到样本法向量信息的步骤包括：
[0017]由每一所述交线上取若干个均匀分布的样本点，第i条所述交线上第j个样本点表示为P
i,j
，其中i＝(1,2,
…
,n)，j＝(1,2,
…
,m)；
[0018]基于所述样本点的相邻样本点的连线的向量，计算所述样本点的法向量。
[0019]在一个或多个实施方式中，所述基于所述样本点的相邻样本点的连线的向量，计算所述样本点的法向量的步骤包括：
[0020]计算样本点P
i,j
‑1、P
i,j+1
的连线的向量其中j＝m时，P
i,m+1
＝P
i,1
，当j＝1时，P
i,1
‑1＝P
i,m
；
[0021]计算样本点P
i
‑
1,j
、P
i+1,j
的连线的向量其中i＝n时，P
n+1,j
＝P
n,1
，当i＝1时，P1‑
1,j
＝P
1,j
；
[0022]基于公式计算样本点P
i,j
的法向量N
i,j
，得到所述样本法向量信息。
[0023]在一个或多个实施方式中，所述基于所述交线和所述样本法向量信息，规划加工所述目标几何模型的刀具轨迹的步骤包括：
[0024]在相邻所述交线的排序编号相同的所述样本点之间进行线性插值，得到刀触点；
[0025]依序连接位于相邻所述交线之间的所述刀触点，得到刀触点路径；
[0026]基于所述样本法向量信息，计算所述刀触点路径上每一所述刀触点的法向量，得到刀触点法向量信息；
[0027]基于所述刀触点路径和所述刀触点法向量信息，计算刀位点路径，得到加工所述目标几何模型的刀具轨迹。
[0028]在一个或多个实施方式中，所述在相邻所述交线的排序编号相同的所述样本点之间进行线性插值，得到刀触点的步骤包括：
[0029]计算样本点P
i,j
和样本点P
i+1,j
之间的刀触点Q
i,j
：
[0030]Q
i,j
＝(1
‑
r)*P
i,j
+r*P
i+1,j
；
[0031]其中，r＝j
‑
1/m
‑
1，m为每一所述切平面上的所述样本点的总数量。
[0032]在一个或多个实施方式中，所述基于所述样本法向量信息，计算所述刀触点路径上每一所述刀触点的法向量，得到刀触点法向量信息的步骤包括：
[0033]基于所述样本法向量信息，获取样本点P
i,j
的法向量N
i,j
以及样本点P
i+1,j
的法向量N
i+1,j
；
[0034]计算刀触点Q
i,j
的法向量T
i,j
：
[0035]T
i,j
＝(1
‑
r)*N
i,j
+r*N
i+1,j
；
[0036]其中，r＝j
‑
1/m
‑
1，m为每一所述切平面上的所述样本点的总数量。
[0037]为了实现上述目的，本申请采用的另一个技术方案是：
[0038]提供一种构建刀具轨迹的装置，包括:
[0039]获取模块，用于获取目标几何模型；
[0040]构建模块，用于构建多个切平面，多个切平面相互平行，且每一切平面均与目标几何模型相交；
[0041]第一计算模块，用于计算每一切平面与目标几何模型的交线；
[0042]第二计算模块，用于计算每一交线上若干个均匀分布的样本点的法向量，得到样
本法向量信息；
[0043]规划模块，用于基于交线和样本法向量信息，规划加工目标几何模型的刀具轨迹。
[0044]为了实现上述目的，本申请采用的又一个技术方案是：
[0045]提供一种电子设备，包括：
[0046]至少一个处理器；以及
[0047]存储器，所述存储器存储指令，当所述指令被所述至少一个处理器执行时，使得所述至少一个处理器执行如上述任一实施方式所述的构建刀具轨迹的方法。
[004本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种构建刀具轨迹的方法，其特征在于，包括:获取目标几何模型；构建多个切平面，所述多个切平面相互平行，且每一切平面均与所述目标几何模型相交；计算每一所述切平面与所述目标几何模型的交线；计算每一所述交线上若干个均匀分布的样本点的法向量，得到样本法向量信息；基于所述交线和所述样本法向量信息，规划加工所述目标几何模型的刀具轨迹。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每一所述切平面与所述目标几何模型的交线的步骤包括：计算每一所述切平面与所述目标几何模型中三角面片的交点，得到交点集；对所述交点集中的交点进行排序，并构建依次连接所述交点的曲线；遍历所述曲线上相邻所述交点的距离，以剔除与相邻交点的距离小于第一阈值的重复点，得到所述交线。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述计算每一所述交线上若干个均匀分布的样本点的法向量，得到样本法向量信息的步骤包括：由每一所述交线上取若干个均匀分布的样本点，第i条所述交线上第j个样本点表示为P
i,j
，其中i＝(1,2,
…
,n)，j＝(1,2,
…
,m)；基于所述样本点的相邻样本点的连线的向量，计算所述样本点的法向量。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述基于所述样本点的相邻样本点的连线的向量，计算所述样本点的法向量的步骤包括：计算样本点P
i,j
‑1、P
i,j+1
的连线的向量其中j＝m时，P
i,m+1
＝P
i,1
，当j＝1时，P
i,1
‑1＝P
i,m
；计算样本点P
i
‑
1,j
、P
i+1,j
的连线的向量其中i＝n时，P
n+1,j
＝P
n,1
，当i＝1时，P1‑
1,j
＝P
1,j
；基于公式计算样本点P
i,j
的法向量N
i,j
，得到所述样本法向量信息。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述交线和所述样本法向量信息，规划加工所述目标几何模型的刀具轨迹的步骤包括：在相邻所述交线的排序编号相同的所述样本点之间进行线性插值，得到刀触点；依序连接位于相邻所述交线之间的所述刀触点，得到刀触点路径；基于所述样本法向量信...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡铭，
申请(专利权)人：上海铼钠克信息技术有限公司，
类型：发明
国别省市：