【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及曲面刀轨生成，具体涉及一种基于t样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法。
技术介绍
1、在曲面加工过程中，刀轨规划是至关重要的一步，直接影响到曲面加工的质量和效率。如果采用单一的加工刀具和加工策略进行曲面刀轨规划，往往难以同时满足加工精度和加工效率的要求。这是因为不同区域的曲面具有不同的几何形状、曲率分布和加工特性，单一的加工策略无法完全适应所有区域的需求。因此，在曲面刀轨规划时，一般采用分区域刀轨规划的策略。
2、分区域刀轨规划的策略将整个曲面划分为多个区域，并针对每个区域选择合适的加工刀具和加工策略。通过分区域刀轨规划，可以针对每个区域的几何特性和加工要求进行精细化的处理，从而提高加工质量和效率。传统的以nurbs(非均匀有理b样条，nonuniform rational b-spline)表达的曲面在进行分区域操作时存在一个问题，即在曲面连接处会产生不可避免的缝隙。这些缝隙是由于各个nurbs片段之间的边界不完全重合造成的。这种缝隙会导致曲面刀轨在缝隙处的不连续，从而对曲面的加工产生负面影响。
3、综上，现有技术中存在曲面之间的边界不完全重合、曲面连接处存在缝隙、刀轨在缝隙处不连续以及曲面刀轨加工精度和效率低、连续性和一致性差的问题。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术提供了一种基于t样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，解决了现有技术中曲面之间的边界不完全重合、曲面连接处存在缝隙、刀轨在缝隙处不连续以及曲面刀轨加工精度和效率低、连续性
2、本专利技术提供了一种基于t样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，包括如下步骤：
3、s1.根据待数控加工的部件生成t样条数据文件，用于获得t样条曲面模型，提取t样条曲面的骨骼线并优化；
4、s2.对优化的骨骼线进行检测，在优化的骨骼线上得到分支点，作为曲面分割的依据；
5、s3.根据优化的骨骼线上的分支点，将t样条曲面模型中的t样条曲面分割为多个子曲面，并将连接分支点之间的线段作为子曲面的边界；
6、s4.遍历所有子曲面，在每一个子曲面上生成对应的曲面刀轨，将每一个子曲面的曲面刀轨进行连接，生成t样条曲面的最终曲面刀轨。
7、进一步地，s1具体包括：
8、s101.获得t样条曲面模型，计算t样条曲面上的三角网格点，将t样条曲面进行三角网格化；
9、s102.以三角网格为输入点，采用voronoi图算法将曲面划分为多个voronoi区域，每个voronoi区域包围一个输入点；
10、s103.从voronoi图中提取曲面的骨骼线；其中，骨骼线是连接相邻voronoi区域的中心点的线段；
11、s104.对提取的骨骼线进行优化。
12、进一步地，s104具体包括使用曲面平滑算法或曲面拟合算法对骨骼线进行平滑处理。
13、进一步地，s2具体包括：
14、s201.将优化的骨骼线转换为一组有序的多段线，表示优化的骨骼线的路径；
15、s202.对于优化的骨骼线上的每个多段线端点，采用欧氏距离计算与该每个多段线端点距离最近的多段线端点，通过设定阈值，得到该每个多段线端点的相邻多段线端点；
16、s203.对于每个多段线端点，检查其相邻多段线端点的数量，如果相邻多段线端点的数量大于2，则该每个多段线端点被认为是一个分支点，并对分支点进行标记。
17、进一步地，s3具体包括：
18、s301.将优化的骨骼线上的分支点彼此连接，形成分割区域的边界线段；
19、s302.将分割区域的边界线段投影至t样条参数空间，采用t样条细分算法对分割区域边界进行细分，生成与曲面对应的t样条参数空间分割边界；
20、s303.对每个子曲面的t样条参数空间分割边界进行标记，分割区域内部为该每个子曲面的t样条参数域，用于计算子曲面的曲面刀轨。
21、进一步地，s4具体包括：
22、s401.获取每个子曲面的t样条参数域，计算作用于该t样条参数域的所有t样条控制顶点；
23、s402.计算每个子曲面的几何属性和加工属性；
24、s403.根据每个子曲面的几何实现和加工属性，选择合适的加工刀具和加工策略，生成每个子曲面对应的曲面刀轨；
25、s404.将每个子曲面的曲面刀轨进行连接，生成t样条曲面的最终曲面刀轨。
26、进一步地，s402，子曲面的几何属性包括最小曲率、最大曲率、高斯曲率、平均曲率和重心；加工属性包括曲面的平滑度和切削力分布。
27、与现有技术相比，本专利技术至少具有现如下有益效果：
28、(1)本专利技术的基于t样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，通过使用骨骼线算法实现t样条曲面的拓扑分割，能够有效地将复杂的曲面分割为多个简单的子曲面，并保持曲面的几何连续性。
29、(2)本专利技术的基于t样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，通过选择合适的加工刀具和加工策略，生成的曲面刀轨能够满足曲面加工的精度和效率要求。
30、(3)本专利技术的基于t样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，基于t样条曲面的分割方法能够避免缝隙问题，提高曲面刀轨的连续性和一致性。
31、(4)本专利技术的基于t样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法具有较好的灵活性和扩展性，可以根据实际需求调整骨骼线的提取方式和子曲面的划分方式，以适应不同的曲面几何形状和加工特性，这使得该方法具有广泛的应用前景，可以在各种曲面加工领域中发挥重要作用。
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1.一种基于T样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于T样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，其特征在于，S1具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于T样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，其特征在于，S104具体包括使用曲面平滑算法或曲面拟合算法对骨骼线进行平滑处理。
4.根据权利要求3所述的基于T样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，其特征在于，S2具体包括：
5.根据权利要求4所述的基于T样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，其特征在于，S3具体包括：
6.根据权利要求5所述的基于T样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，其特征在于，S4具体包括：
7.根据权利要求6所述的基于T样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，其特征在于，S402，子曲面的几何属性包括最小曲率、最大曲率、高斯曲率、平均曲率和重心；加工属性包括曲面的平滑度和切削力分布。
【技术特征摘要】
1.一种基于t样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于t样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，其特征在于，s1具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于t样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，其特征在于，s104具体包括使用曲面平滑算法或曲面拟合算法对骨骼线进行平滑处理。
4.根据权利要求3所述的基于t样条骨骼线的曲面分区域刀轨生成方法，其特征在于，...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘亚醉，申皓东，赵罡，杜孝孝，景喜双，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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