[发明专利]一种基于三角网格偏置补偿的刀位路径生成方法及其数控加工系统

摘要

一种用于刀位路径生成的三角网格偏置补偿方法，主要是对采用顶点偏置方法得到的三角网格再次进行偏置距离的补偿，具体方法是计算当前顶点与相邻每个面片法矢的夹角；计算每个面片对于当前顶点的有效偏置补偿距离；计算每个面片的权重；计算每个面片的权重比例；计算当前顶点的偏置补偿距离；偏置距离为球头刀具半径和偏置补偿距离之和；该方法通过运算自动补偿偏置距离，操作简单，使用可靠，对三角网格直接数控加工的CL路径截平面法进行了补充和改进，解决了三角网格直接数控加工的加工过切问题，提高了三角网格模型直接数控加工的加工精度。

主权项

一种基于三角网格偏置补偿的刀位路径生成方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)建立三角网格模型；(2)对三角网格模型进行偏置并获取偏置的三角网格模型，其中偏置距离为球头刀具半径加偏置补偿距离；(3)基于所述偏置的三角网格模型，通过曲线拟合的方式获取刀位信息；(4)对刀位点信息进行代码输出，生成数控代码用于数控加工；所述偏置的三角网格模型通过如下步骤确定：(2.1)获取三角网格的数据信息，提取每个顶点的坐标信息及相邻面片的数据信息；(2.2)通过相邻面片的数据信息，计算三角网格每个顶点的法矢方向；(2.3)按照偏置补偿方法计算偏置补偿距离；(2.4)根据计算所得偏置补偿距离对每个顶点进行二次偏移；(2.5)连接所有二次偏移后所得的顶点生成修正后的三角网格；所述偏置补偿距离通过如下步骤获得：(3.1)计算当前顶点与相邻每个面片法矢的夹角；(3.2)计算每个面片对于当前顶点的有效偏置补偿距离；(3.3)计算每个面片的权重；(3.4)计算每个面片的权重比例；(3.5)计算当前顶点的偏置补偿距离；其中，夹角的计算公式为：θi,j=arccosN→i,j·V→pi|N→i,j|·|V→pi|,]]>其中：θi，j为顶点pi与相邻三角面片Fj的夹角，为顶点pi相邻三角面片Fj的法矢，为顶点pi的法矢；其中，有效偏置补偿距离为：Δi，j＝Li，j‑R＝Li，j(1‑cosθi，j)，其中：Δi，j为相邻面片Fj的补偿偏置距离，Li，j为实际需要偏置的总距离，R为球头刀具的半径；其中，权重的计算公式为：其中：至为顶点pi相邻三角面片F1至Fn的法矢，Wi，1至Wi，n为顶点pi相邻三角面片F1至Fn的权重；其中，权重比例的计算公式为：Wi,j′=Wi,jΣj=1nWi,j,]]>其中：Wi，j为步骤(3.3)中计算所得的权重，W′i，j为权重比例；其中，偏置补偿距离的计算公式为：Δi=Σi=1nWi,j′·Δi,j]]>其中：Δi为偏置补偿距离，W′i，j为步骤(3.4)中算得的权重比例，Δi，j为相邻面片Fj的补偿偏置距离。