一种用于激光数控的三维仿真可视化展示方法及设备技术

本申请提供了一种用于激光数控的三维仿真可视化展示方法及设备，属于三维可视化技术领域。该方法获取待仿真几何模型及可视化窗口信息。可视化窗口信息包括可视化展示的窗口尺寸。基于可视化窗口信息，确定待仿真几何模型沿预设轮廓展示方向规则排列的若干深度元素。基于刀具模型在工件处理时对应的刀位点坐标，生成各深度元素对应的边界分组。同一边界分组中的各深度元素具有相同的轮廓边界。基于边界分组对应的各深度元素，生成待仿真几何模型对应的可视化几何轮廓。基于刀具模型及待处理工件模型，对可视化几何轮廓进行布尔运算，以更新待处理工件模型对应的轮廓，并将更新后的可视化几何轮廓发送至用户终端的可视化窗口。视化几何轮廓发送至用户终端的可视化窗口。视化几何轮廓发送至用户终端的可视化窗口。

【技术实现步骤摘要】
一种用于激光数控的三维仿真可视化展示方法及设备


[0001]本申请涉及三维可视化
，尤其涉及一种用于激光数控的三维仿真可视化展示方法及设备。

技术介绍

[0002]激光数控是集光、机、电、材料及检测为一体的系统技术，因此，其数控系统是集光、机、电控制于一身的激光加工数控系统，是激光加工机床的核心，技术更复杂，智能化程度更高。而三维仿真系统是利用计算机上三维实体模型对实际机床动作进行模拟仿真的过程，也是数控机床本体及其行为在计算机虚拟环境中的一种映射过程。二者结合，可以轻松模拟机床的工作环境及工作状态，让用户更容易理解加工运行状态，以及避免直接加工导致的人为操作错误。
[0003]目前，三维仿真系统在三维仿真时，若要进行实时、准确地三维可视化展示，对计算资源及开发人员的能力要求高，若要保证三维仿真展示效果，需要投入大量的人工、硬件成本。鉴于在激光数控行业三维可视化展示相关技术还处于较低水平，行业对其成本分配有限，难以依靠低成本，实现激光数控的高效、高质量地三维可视化展示。

技术实现思路

[0004]本申请实施例提供了一种用于激光数控的三维仿真可视化展示方法及设备，用于解决目前激光数控三维仿真系统难以高效、高质量地进行三维可视化展示，实现三维可视化展示的成本高的问题。
[0005]一方面，本申请实施例提供了一种用于激光数控的三维仿真可视化展示方法，该方法包括：获取待仿真几何模型及可视化窗口信息；其中，所述待仿真几何模型至少包括：机床模型、刀具模型及待处理工件模型；所述可视化窗口信息包括可视化展示的窗口尺寸；基于所述可视化窗口信息，确定所述待仿真几何模型沿预设轮廓展示方向规则排列的若干深度元素；其中，所述规则排列的若干深度元素处于与所述轮廓展示方向对应的轮廓展示二维网格面；基于所述刀具模型在工件处理时对应的刀位点坐标，生成各所述深度元素对应的边界分组；同一所述边界分组中的各所述深度元素具有相同的轮廓边界；所述轮廓边界基于所述刀位点坐标得到的；基于所述边界分组对应的各所述深度元素，生成所述待仿真几何模型对应的可视化几何轮廓；基于所述刀具模型及所述待处理工件模型，对所述可视化几何轮廓进行布尔运算，以更新所述待处理工件模型对应的轮廓，并将更新后的所述可视化几何轮廓发送至用户终端的可视化窗口。
[0006]在本申请的一种实现方式中，基于所述可视化窗口信息，确定所述待仿真几何模
型沿预设轮廓展示方向规则排列的若干深度元素，具体包括：根据所述可视化窗口信息对应的窗口尺寸，以与所述可视化窗口对应的像素为网格单元，生成所述轮廓展示二维网格面；分别以所述轮廓展示二维网格面的各网格单元为起点，沿垂直于所述轮廓展示二维网格面的所述轮廓展示方向，确定各所述网格单元对应的深度元素链集合，以得到所述深度元素；所述深度元素链集合包括与同一所述网格单元的坐标对应的深度元素链；所述深度元素链包括沿所述轮廓展示方向与所述待仿真几何模型表面相交的线段对应的所述深度元素。
[0007]在本申请的一种实现方式中，分别以所述轮廓展示二维网格面的各网格单元为起点，沿垂直于所述轮廓展示二维网格面的所述轮廓展示方向，确定各所述网格单元对应的深度元素链集合，具体包括：根据所述待仿真几何模型的三维坐标，以各所述网格单元为起点，沿所述轮廓展示方向，向所述待仿真几何模型所处的三维空间坐标系投射射线；确定各所述网格单元对应的被投射射线，与所述待仿真几何模型的交点坐标集合；根据所述交点坐标集合中满足预设规则的两个交点坐标，生成所述深度元素链，以将各所述深度元素链添加至所述深度元素链集合；其中，所述预设规则为两个交点坐标处于同一所述被投射射线且在所述被投射射线上的位置相邻。
[0008]在本申请的一种实现方式中，根据所述交点坐标集合中满足预设规则的两个交点坐标，生成所述深度元素链，以将各所述深度元素链添加至所述深度元素链集合，具体包括：在所述交点坐标集合中存在三个以上所述交点坐标的情况下，以相应的所述网格单元为起点，沿所述轮廓展示方向，分别将相邻的两个所述交点坐标作为一组，并从所述交点坐标集合剔除已分组的所述交点坐标，以得到两个所述交点坐标生成的所述深度元素链；根据所述交点坐标集合剩余的各所述交点坐标，分别将相邻的两个所述交点坐标作为一组，并从所述交点坐标集合剔除已分组的所述交点坐标，直至所述交点坐标集合为空集，得到各所述深度元素链，以将各所述深度元素链添加至所述深度元素链集合；所述深度元素链包括各所述深度元素。
[0009]在本申请的一种实现方式中，基于所述刀具模型在工件处理时对应的刀位点坐标，生成各所述深度元素对应的边界分组，具体包括：获取来自用户终端的工件处理信息；其中，所述工件处理信息至少包括工件处理时的各所述刀位点坐标；将同一所述刀位点坐标对应的刀具切削的各所述深度元素，划分为同一元素组；将各所述元素组中对应的所述深度元素，存在相同坐标值的各所述深度元素，沿预设方向连接，以将连接后的各所述深度元素的两端坐标值，添加至所述边界分组；所述相同坐标值至少包括横坐标的坐标值、纵坐标的坐标值、竖坐标的坐标值。
[0010]在本申请的一种实现方式中，基于所述边界分组对应的各所述深度元素，生成所述待仿真几何模型对应的可视化几何轮廓，具体包括：
根据所述边界分组对应的各所述深度元素，生成所述待仿真几何模型的初始三维轮廓；分别固定所述轮廓展示二维网格面的坐标轴，沿所述轮廓展示方向，确定所述初始三维轮廓对应的各所述深度元素中，在不被固定的坐标轴上的坐标值最小的近端深度元素坐标值；所述近端深度元素坐标值为所述深度元素距离所述轮廓展示二维网格面近的一端；以所述近端深度元素坐标值为起点，沿不被固定的坐标轴的坐标值增加的方向，依次遍历相应的各所述深度元素，以得到第一轮廓多边形坐标序列；所述相应的各所述深度元素在固定坐标轴上的坐标值与近端深度元素在固定坐标轴上的坐标值相同；以遍历后的最后一个所述深度元素的远端为起点，沿不被固定的坐标轴的坐标值减小的方向，依次遍历相应的各所述深度元素，以得到第二轮廓多边形坐标序列；基于各所述第一轮廓多边形坐标序列及各所述第二轮廓多边形坐标序列对应的各轮廓多边形，生成相应的所述可视化几何轮廓；所述轮廓多边形对应于所述待仿真几何模型的剖切平面。
[0011]在本申请的一种实现方式中，所述方法还包括：确定各所述轮廓多边形对应的轮廓坐标序列；在同一所述轮廓多边形存在多个所述轮廓坐标序列的情况下，将面积最大的所述轮廓多边形对应的所述轮廓坐标序列作为所述可视化几何轮廓对应的轮廓多边形的所述轮廓坐标序列，将剩余的所述轮廓多边形对应的所述轮廓坐标序列作为内部轮廓多边形的所述轮廓坐标序列，以生成所述内部轮廓多边形对应的几何孔洞。
[0012]在本申请的一种实现方式中，基于所述刀具模型及所述待处理工件模型，对所述可视化几何轮廓进行布尔运算，具体包括：建立第一仿真缓冲区、第二仿真缓冲区；将所述刀具模型对应的所述深度元素存储至所述第一仿真缓冲区；将所述待处理工件模型对应的所述深度元素存储至所述第二仿真缓冲区；根据相应的刀本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于激光数控的三维仿真可视化展示方法，其特征在于，所述方法包括：获取待仿真几何模型及可视化窗口信息；其中，所述待仿真几何模型至少包括：机床模型、刀具模型及待处理工件模型；所述可视化窗口信息包括可视化展示的窗口尺寸；基于所述可视化窗口信息，确定所述待仿真几何模型沿预设轮廓展示方向规则排列的若干深度元素；其中，所述规则排列的若干深度元素处于与所述轮廓展示方向对应的轮廓展示二维网格面；基于所述刀具模型在工件处理时对应的刀位点坐标，生成各所述深度元素对应的边界分组；同一所述边界分组中的各所述深度元素具有相同的轮廓边界；所述轮廓边界基于所述刀位点坐标得到的；基于所述边界分组对应的各所述深度元素，生成所述待仿真几何模型对应的可视化几何轮廓；基于所述刀具模型及所述待处理工件模型，对所述可视化几何轮廓进行布尔运算，以更新所述待处理工件模型对应的轮廓，并将更新后的所述可视化几何轮廓发送至用户终端的可视化窗口。2.根据权利要求1所述的一种用于激光数控的三维仿真可视化展示方法，其特征在于，基于所述可视化窗口信息，确定所述待仿真几何模型沿预设轮廓展示方向规则排列的若干深度元素，具体包括：根据所述可视化窗口信息对应的窗口尺寸，以与所述可视化窗口对应的像素为网格单元，生成所述轮廓展示二维网格面；分别以所述轮廓展示二维网格面的各网格单元为起点，沿垂直于所述轮廓展示二维网格面的所述轮廓展示方向，确定各所述网格单元对应的深度元素链集合，以得到所述深度元素；所述深度元素链集合包括与同一所述网格单元的坐标对应的深度元素链；所述深度元素链包括沿所述轮廓展示方向与所述待仿真几何模型表面相交的线段对应的所述深度元素。3.根据权利要求2所述的一种用于激光数控的三维仿真可视化展示方法，其特征在于，分别以所述轮廓展示二维网格面的各网格单元为起点，沿垂直于所述轮廓展示二维网格面的所述轮廓展示方向，确定各所述网格单元对应的深度元素链集合，具体包括：根据所述待仿真几何模型的三维坐标，以各所述网格单元为起点，沿所述轮廓展示方向，向所述待仿真几何模型所处的三维空间坐标系投射射线；确定各所述网格单元对应的被投射射线，与所述待仿真几何模型的交点坐标集合；根据所述交点坐标集合中满足预设规则的两个交点坐标，生成所述深度元素链，以将各所述深度元素链添加至所述深度元素链集合；其中，所述预设规则为两个交点坐标处于同一所述被投射射线且在所述被投射射线上的位置相邻。4.根据权利要求3所述的一种用于激光数控的三维仿真可视化展示方法，其特征在于，根据所述交点坐标集合中满足预设规则的两个交点坐标，生成所述深度元素链，以将各所述深度元素链添加至所述深度元素链集合，具体包括：在所述交点坐标集合中存在三个以上所述交点坐标的情况下，以相应的所述网格单元为起点，沿所述轮廓展示方向，分别将相邻的两个所述交点坐标作为一组，并从所述交点坐标集合剔除已分组的所述交点坐标，以得到两个所述交点坐标生成的所述深度元素链；
根据所述交点坐标集合剩余的各所述交点坐标，分别将相邻的两个所述交点坐标作为一组，并从所述交点坐标集合剔除已分组的所述交点坐标，直至所述交点坐标集合为空集，得到各所述深度元素链，以将各所述深度元素链添加至所述深度元素链集合；所述深度元素链包括各所述深度元素。5.根据权利要求1所述的一种用于激光数控的三维仿真可视化展示方法，其特征在于，基于所述刀具模型在工件处理时对应的刀位点坐标，生成各所述深度元素对应的边界分组，具体包括：获取来自用户终端的工件处理信息；其中，所述工件处理信息至少包括...

【专利技术属性】
技术研发人员：阴雷鸣，曾思斌，梁成颂，张新立，
申请(专利权)人：济南邦德激光股份有限公司，
类型：发明
国别省市：