[发明专利]一种基于体素化的钢节点制造路径规划方法

权利要求书

1.一种基于体素化的钢节点制造路径规划方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

(a)三维模型的构建

针对作为待加工对象的钢节点，对其所包含的主管和多个支管分别生成对应的圆管，对这些圆管执行体素化处理，由此构建形成所需的三维模型；

(b)相贯线处的倒圆

获取所述三维模型中主管与支管之间、以及各个支管之间的相交线也即相贯线，并对这些相贯线所处的位置执行倒圆处理，由此实现贯口处的平滑过渡并提高其强度；

(c)针对主管和支管规划不同的制造路径

对于主管而言，采取平面分层制造的方式进行路径规划，其中将每层路径设定为呈现由一系列同心圆弧共同构成的圆弧面的形式，并且这些圆弧的直径从主管外径到主管内径依照焊缝宽度等距离缩小；在规划好每一层路径之后，将圆弧面按照焊缝高度进行平面偏置，直至完成整个主管的所有路径规划；

对于支管而言，采用曲面分层制造的方式进行路径规划，其中将每层路径设定为呈现由多条相贯线共同构成的相贯线曲面的形式，并且这些相贯线是让各支管的外径按照一定的预设值依次缩小至内径，并与相邻支管不断相交而产生；在规格好每一层路径之后，将相贯线曲面按照焊缝高度进行曲面偏置，由此完成各支管的所有路径规划。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，在步骤(a)中，对于体素化处理后的圆管，还包括布尔运算处理的过程。

3.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，对于步骤(b)而言，所述倒圆处理采用以下方式执行：首先在相邻两支管的相贯线所形成的夹角平分线上设定一个点作为圆心，以此构建与这两支管均相切的圆；然后使用该圆绕所述相贯线一圈形成圆环管，将该圆环管与待执行倒圆处理的位置之间所形成的封闭区域变成实体区域，由此完成所需的倒圆处理。

4.如权利要求1或2所述的方法，其特征在于，在完成上述路径规划之后，还包括以下的步骤：

(d)电弧增材制造

对步骤(c)所获得的主管、支管制造路径进行差值处理，并离散获得对应的刀位点，然后将其导入电弧增材系统执行加工制造。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，在步骤(d)中，采用机器人作为电弧焊枪的承载平台，同时以自动变位机工作台作为钢节点的夹持平台来执行电弧增材制造。