[发明专利]一种基于STL三维模型的曲面加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种曲面加工方法，更具体地说，涉及一种基于STL三维模型的小曲率曲面加工方法。

背景技术

STL是最多快速原型系统所应用的标准文件类型，它使用三角形面片来表示三维实体模型，现已成为CAD/CAM系统接口文件格式的工业标准之一，绝大多数造型系统能支持并生成此种格式文件，现在越来越广泛地应用于数控加工中。STL文件由多个三角形面片数据组成，每个三角形面片包括三角形各个顶点的三维坐标及三角形面片的法矢量。三角形顶点的排列顺序遵循右手法则。

基于STL三维模型可以对各种曲面进行加工，然而，对于曲面进行加工时必须要有一个合适的运行轨迹，以保证曲面加工的顺利完成和加工曲面的精度。近年来，国内外学者针对曲面精加工轨迹的生成进行了大量的研究，提出了许多算法，主要可分为参数线法、截面法和投影法三类。现有的投影法通常是先在二维平面规划轨迹，并沿刀轴方向投影到被加工曲面或其等距面上形成刀轨，但是现有曲面刀位轨迹的计算方法普遍存在计算复杂繁琐、运行量大、且程序可读性差、软件实现困难的不足，限制了投影法在曲面加工中的应用。

发明内容

1.发明要解决的技术问题

本发明的目的在于克服现有曲面加工刀位轨迹计算方法复杂繁琐、运行量大、且程序可读性差、软件实现困难的不足，提供一种基于STL三维模型的曲面加工方法，采用本发明的技术方案，大大简化了曲面加工刀位轨迹的计算，采用更加直观简洁的计算方法，更加容易实现软件控制，且程序可读性好，运算量少，尤其适用于小曲率曲面的铣削加工。

2.技术方案

为达到上述目的，本发明提供的技术方案为：

本发明的一种基于STL三维模型的曲面加工方法，其包括以下步骤：

(1)已知待加工曲面的STL三维模型，将曲面的三维模型投影到二维坐标系O-XY中，得到投影面S；组成待加工曲面的若干三角面片ΔABC在二维坐标系O-XY中的投影为三角形ΔA′B′C′；

(2)创建并读取动点M(x_M，y_M)；

(3)判断动点M(x_M，y_M)是否在投影面S中的某个投影三角形ΔA′B′C′上；根据判断结果执行步骤(4)或(5)；

(4)如果动点M在投影面S中的某个投影三角形ΔA′B′C′上，求出动点M(x_M，y_M)对应的点P在三维坐标系O-XYZ中的坐标(x_P，y_P，z_P)，即球铣刀与对应三角面片ΔABC的接触点坐标，其中：x_P＝x_M，y_P＝y_M，