【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及管材坡口切割领域，尤其涉及三维空间曲面切割路径拐角处刀轴轨迹优化处理领域，具体是指一种针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
技术介绍
1、二维平面切割领域，针对刀轴轨迹优化有线性插补与圆弧插补两种基本方式。
2、针对切割轨迹优化，现有方案包括b样条平滑及各种基于轨迹样条拟合的技术变种，但以上都是切割轨迹层面的平滑，即使是切割轨迹与刀轴轨迹都优化，也是基于样条拟合的种种变种技术，而本专利技术是“切割轨迹不变，转角附近刀轴切割轨迹平滑”的技术，且技术方案是提出了一种新型三维空间曲线插补的方法。
3、不足1：管材坡口切割中，切割轨迹及刀轴轨迹均是三维空间曲线，常规的二维插补方式无法解决三维曲线插补。
4、不足2：通过工艺设置的坡口，其内轮廓形式多变，无法像平面那样获取到，需要额外运算。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是克服了上述现有技术的缺点，提供了一种满足误差小、切割效果好、适用范围较为广泛的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质。
2、为了实现上述目的，本专利技术的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质如下：
3、该针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其主要特点是，所述的方法包括以下步骤：
4、(1)获取管材切割轨迹，以及对应的刀轴切
5、(2)根据参数可配置的转角范围，对管材切割轨迹进行分段；
6、(3)对拐角进行优化；
7、(4)连接优化后的轨迹；
8、(5)生成优化结果。
9、较佳地，所述的步骤(1)具体为：
10、通过空间几何计算，结合管切加工工作台配置，执行刀尖点三维坐标计算，得到三维空间刀轴轨迹。
11、较佳地，所述的步骤(2)具体为：
12、根据管材不同加工表面的特征以及根据切割轨迹前后两段之间空间转角的角度，若在可配置的转角范围内满足分段条件，则记录当前两段为待优化段，依次循环直至最后一段判断结束，完成分段处理。
13、较佳地，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
14、(3.1)根据外轮廓上切割轨迹，沿坡口矢量，通过投影方法得到内轮廓上的切割轨迹数据；
15、(3.2)确定转接段之间角点这一特征位置处的目标刀轴姿态；
16、(3.3)确定转接区间内的优化起终位置及对应的刀轴姿态；
17、(3.4)在优化区间内，根据曲线类型执行插补。
18、较佳地，所述的步骤(3.1)具体包括以下步骤：
19、(3.1.1)根据上切割轨迹所在点位与坡口矢量获得一根由外轮廓射出的射线，将该射线与内轮廓表面进行求交，获得下切割轨迹交点；
20、(3.1.2)将所有点位依次求取，获得一条依次连接得完整轨迹；
21、(3.1.3)将刀路轨迹进行自相交裁剪，保持外轮廓刀路特征，使内轮廓刀路特征与外轮廓保持一致，获取最终内轮廓刀路。
22、较佳地，所述的步骤(3.2)具体为：
23、根据(3.1)计算得到的结果，得到对应的外内轮廓上的特征角点，连接内外角点得到一个三维空间矢量，即当前外轮廓切割轨迹上当前角点对应的目标刀轴姿态。
24、较佳地，所述的步骤(3.3)具体包括以下步骤：
25、(3.3.1)若用户未配置参数，则采用默认的比例计算得到转接段内优化区间的起终位置；若用户配置参数时，则根据参数计算区间，继续步骤(3.3.2)；
26、(3.3.2)若需要进行角度控制，则计算得到优化区间的起终位置及区间长度；若需要进行长度控制，则选取对应长度的优化区间。
27、较佳地，所述的步骤(3.3.2)中计算优化区间的区间长度，具体为：
28、根据以下公式计算优化区间的区间长度：
29、
30、其中，l为区间长度，d为角度，a为优化区间起始与终止的角度变化。
31、较佳地，所述的步骤(3.4)具体包括以下步骤：
32、判断是否为平面内的直线区间，则执行线性插补，得到平滑过渡的刀轴矢量数据；否则，执行曲线插补。
33、较佳地，所述的执行曲线插补，具体包括以下步骤：
34、获取当前优化区间上的点集，并拟合为一条二阶连续样条曲线，曲线起始点处的切向量与原始点的切向量保持一致，曲线终点处的切向量与原始点的切向量保持一致；
35、计算曲线插补的步长；
36、根据步长在曲线插值得到轨迹点，计算插值的轨迹点对应的刀轴姿态。
37、该用于实现针对管材坡口切割的三维刀轴轨迹局部优化处理的装置，其主要特点是，所述的装置包括：
38、处理器，被配置成执行计算机可执行指令；
39、存储器，存储一个或多个计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法的各个步骤。
40、该用于实现针对管材坡口切割的三维刀轴轨迹局部优化处理的处理器，其主要特点是，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现上述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法的各个步骤。
41、该计算机可读存储介质，其主要特点是，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现上述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法的各个步骤。
42、采用了本专利技术的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法、装置、处理器及其计算机可读存储介质，提出三维曲线插补来进行的仅针对刀轴轨迹的平滑，这可以最大限度保证切割轨迹的精确性并提升转角处加工效果，可以提升管材坡口切割过程中图元角点附近的切割效果。
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1.一种针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体为：
3.根据权利要求1所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体为：
4.根据权利要求1所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3.1)具体包括以下步骤：
6.根据权利要求4所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3.2)具体为：
7.根据权利要求4所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3.3)具体包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于
9.根据权利要求4所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3.4)具体包括以下步骤：
10.根据权利要求9所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的执行曲线插补，具体包括以下步骤：
11.一种用于实现针对管材坡口切割的三维刀轴轨迹局部优化处理的装置，其特征在于，所述的装置包括：
12.一种用于实现针对管材坡口切割的三维刀轴轨迹局部优化处理的处理器，其特征在于，所述的处理器被配置成执行计算机可执行指令，所述的计算机可执行指令被所述的处理器执行时，实现权利要求1至10中任一项所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法的各个步骤。
13.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述的计算机程序可被处理器执行以实现权利要求1至10中任一项所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法的各个步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(1)具体为：
3.根据权利要求1所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(2)具体为：
4.根据权利要求1所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3)具体包括以下步骤：
5.根据权利要求4所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3.1)具体包括以下步骤：
6.根据权利要求4所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3.2)具体为：
7.根据权利要求4所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局部优化处理的方法，其特征在于，所述的步骤(3.3)具体包括以下步骤：
8.根据权利要求7所述的针对管材坡口切割实现三维刀轴轨迹局...
【专利技术属性】
技术研发人员：李芳卉，陈银朋，宁文浩，
申请(专利权)人：上海维宏电子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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