[发明专利]一种切削几何体的图像表达方法

权利要求书

1.一种切削几何体的图像表达方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)将工件的三角面片组成的三维模型离散，得到工件的Tri-Dexel模型，将刀具的运动轨迹离散，得到刀具的Tri-Dexel模型；

(2)将工件的Tri-Dexel模型和刀具的Tri-Dexel模型的交集作为切削几何体的Tri-Dexel模型；

(3)对切削几何体的Tri-Dexel模型的包围盒进行网格划分，得到多个网格单元，从切削几何体对应的刀具球心处引出射线，与包围盒相交，从交点所在的网格单元开始，沿着射线方向搜索位于切削几何体边界的网格单元，将搜索到的网格单元中的Dexel线段的端点相连接，形成切削几何体的虚拟边界；

(4)从切削几何体对应的刀具球心处引出射线与切削几何体的虚拟边界相交，两个交点之间的距离即为径向切削厚度，用矩阵存储不同角度的射线得到的径向切削厚度，将矩阵转化为灰度图。

2.如权利要求1所述的一种切削几何体的图像表达方法，其特征在于，所述步骤(4)中矩阵的行数表示刀具坐标系对应的球坐标系的天顶角，矩阵的列数表示刀具坐标系对应的球坐标系的方位角，矩阵的元素为不同天顶角和方位角组合下的射线得到的径向切削厚度。

3.如权利要求2所述的一种切削几何体的图像表达方法，其特征在于，所述天顶角的范围是91°-180°。

4.如权利要求2所述的一种切削几何体的图像表达方法，其特征在于，所述方位角的范围是1°-360°。

5.如权利要求1-4任一所述的一种切削几何体的图像表达方法，其特征在于，所述刀具的Tri-Dexel模型的具体构建方式为：

在刀具的运动轨迹中的相邻刀位点之间进行插补，得到子刀位点，在子刀位点处，将刀具表面分为底部半球面、球身圆柱面和底部圆面，分别将底部半球面、球身圆柱面和底部圆面分解成三角面片组成的三维模型，将三维模型离散化，构建刀具的Tri-Dexel模型。

6.如权利要求1-4任一所述的一种切削几何体的图像表达方法，其特征在于，所述工件的Tri-Dexel模型的具体构建方式为：

将工件的三角面片组成的三维模型在XY轴平面划分网格，在每个网格中从Z轴方向做射线，该射线与三维模型中三角面片的交点形成Z轴方向的Dexel模型；

将工件的三角面片组成的三维模型在XZ轴平面划分网格，在每个网格中从Y轴方向做射线，该射线与三维模型中三角面片的交点形成Y轴方向的Dexel模型；

将工件的三角面片组成的三维模型在YZ轴平面划分网格，在每个网格中从X轴方向做射线，该射线与三维模型中三角面片的交点形成X轴方向的Dexel模型；

XYZ轴方向的Dexel模型组成工件的Tri-Dexel模型。

7.如权利要求1-4任一所述的一种切削几何体的图像表达方法，其特征在于，所述步骤(3)中的射线为刀具坐标系对应球坐标系中天顶角91°-180°，方位角1°-360°范围内的所有射线。

8.如权利要求1-4任一所述的一种切削几何体的图像表达方法，其特征在于，所述矩阵转化为灰度图的具体实现方式为：

将矩阵中的径向切削厚度归一化至0-65535，得到灰度图的像素值。