[发明专利]工件五轴加工过程模型构建方法

权利要求书

1.一种工件五轴加工过程模型构建方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一、刀具由位置CL1运动到位置CL2的时间长度定为单位时间1，将单位时间离散为n个时刻{0,t₁,...,t_i,...,t_n,1}，i＜n,0≤t_i≤1；

步骤二、依据经典的包络理论建立0到t_i时间段的刀具扫描体，扫描体与一组平行且等距的平面M相交得到的截面线为刀具扫描体包络线，一个平面层上的刀具扫描体包络线由封闭曲线{T₁、T₂、......、T_m}组成；其中，m≥1；

步骤三、用步骤二中的平面M与工件毛坯相交得到毛坯的截面线为毛坯边界线，一个平面层上的毛坯边界线由封闭曲线{S₁、S₂、......、S_n}组成；其中，n≥1；

步骤四、判断组成毛坯边界线的各封闭曲线是内边界线还是外边界线，对于每一条封闭曲线s其判断方法为：取封闭曲线s上任意一点p，若p位于剩余n-1条封闭曲线中某一条曲线的内部，则记为in；若p位于剩余n-1条封闭曲线中某一条曲线的外部，则记为out；若p位于n-1条封闭曲线中某条曲线上，则选择封闭曲线s上另一点进行同样的判断；封闭曲线s上点p与剩余n-1条封闭曲线相对位置判断完后，若in的个数为奇数，则封闭曲线s为内边界；若in的个数为偶数，则封闭曲线s为外边界；

步骤五、每一个平面层中将组成毛坯边界线的封闭曲线{S₁、S₂、......、S_n}与组成刀具扫描体包络线的封闭曲线{T₁、T₂、......、T_m}进行两两组合，依据裁剪规则提取毛坯边界线上的有效曲线段；通过裁剪算法求出S₁分别被T₁、T₂、......、T_m裁剪后的曲线段S_1-1、S_1-2、......、S_1-m，然后求出曲线段S_1-1、S_1-2、......、S_1-m的重合部分R₁，R₁就是最终要求的S₁上组成工件实时边界的有效曲线段，用同样的方法求S₂、......、S_n分别被T₁、T₂、......、T_m裁剪后的有效曲线段R₂、R₃、......、R_n；其中由总结的裁剪规则提取曲线段的结果如下：

a.位于刀具扫描体包络线外的毛坯外边界线；

b.位于刀具扫描体包络线外的毛坯内边界线；

c.位于毛坯外边界线内的刀具扫描体包络线；

d.位于毛坯内边界线外的刀具扫描体包络线；

步骤六、每一个平面层中将组成毛坯边界线的封闭曲线{S₁、S₂、......、S_n}与组成刀具扫描体包络线的{T₁、T₂、......、T_m}进行两两组合，依据裁剪规则提取刀具扫描体的包络线上的有效曲线段；通过裁剪规则求出T₁分别被S₁、S₂、......、S_n裁剪后的曲线段T_1-1、T_1-2、......、T_1-n，然后求出曲线段T_1-1、T_1-2、......、T_1-n的重合部分Q₁，Q₁就是最终要求的T₁上组成工件实时边界的有效曲线段，用同样的方法求T₂、T₃、......、T_m分别被S₁、S₂、......、S_m裁剪后的有效曲线段Q₂、Q₃、......、Q_m；

步骤七、每一个平面层中将R₁、R₂、......、R_n、Q₁、Q₂、......、Q_m按首尾连接的规则排序，得到工件实时边界曲线；曲线R₁、R₂、......、R_n、Q₁、Q₂、......、Q_m中本身封闭的曲线为工件实时边界的一部分边界线；曲线R₁、R₂、......、R_n、Q₁、Q₂、......、Q_m中未封闭的曲线段具有端点，将这些未封闭的曲线段按重合的端点进行分类排序，连接成一个或多个封闭的曲线，这些封闭的曲线为工件实时边界的另一部分边界线；

步骤八、由步骤四到步骤七求得每一个平面层上的工件实时边界曲线，利用计算机放样技术构建t_i时刻工件的实体。