[发明专利]面向熔融成型与切削复合加工的数控代码生成方法和装置

说明书

本发明公开了一种面向熔融成型与切削复合加工的数控代码生成方法和装置，所示方法包括：接收待打印模型的增材制造数控代码；接收用户输入的减材制造工艺参数，所述减材制造工艺参数包括切削分层数，表示每次进行减材前增材的层数，这些层即为特征层；针对每个特征层对应的增材制造数控代码，从所述增材制造数控代码中提取增材制造的特征代码，替换成减材制造的特征代码；生成所述特征层对应的减材制造数控代码；根据各特征层对应的增材制造数控代码和减材制造数控代码生成增材和减材复合的数控代码。相比于传统的增材完成后再进行检测的方式，采用本发明生成的数控代码能够得到表面质量更好的模型。

技术领域

本发明属于3D打印领域，尤其涉及一种面向熔融成型与切削复合加工的数控代码生成方法和装置。

背景技术

熔融成型增材制造可以完成复杂结构零件的成型，但成型件的表面质量不高；减材制造可以提高已成型零件的表面质量，但对复杂表面的加工难度较大。综合增减材制造各自的优点，将二者结合既可以高效快速完成复杂零件的近净成型，又可以保证加工精度，有很重要的研究意义。尤其是在控制加工路径规划方法，如何自动生成统一的数控代码控制设备实现增材和减材加工过程是急需研究的。

其一，目前增材制造系统的工作过程是，利用设计出的计算机三维模型，对模型选择合适的分层方向与厚度，将目标三维模型分层离散为一组有序的二维轮廓集合，每一层的二维轮廓即为一个切片；然后，根据每层切片的二维轮廓信息，调整工艺参数，获得增材制造设备可识别的路径规划轨迹的数控代码，逐点处理即可完成增材制造单层处理过程；最后，根据已获得的每层数控代码，按照其扫描轨迹逐层加工，并使用不同的工艺将各层粘结在一起，即可得到一个完整的三维模型实体。

其二、减材制造是通过计算机辅助设计(CAD)和制造(CAM)软件，提前确定好刀具、加工工艺等参数标准，利用UG中的数控加工(CNC)模块，在图形方式下观测刀具沿轨迹运动，并进行图形化修改，实现通用的点位加工编程功能，从而在实体模型上自动生成加工程序代码并保存，进而完成控制和驱动主轴、进给等系统做铣削、钻孔等操作。无论如何，增材制造具有个性化、复杂结构制造的能力，但是加工表面质量和精度不足；减材制造具有高精度和高质量加工能力，但是对复杂结构的加工能力效率偏低；由此集成增材与减材的加工方法逐步成为研究热点。由于增材制造加工零件结构的复杂性，一些待加工表面在完全打印后不易加工表面，因此，对于复杂结构的零件，采用增材完再减材的方式，加工表面质量和精度仍然难以保证。

如何提高增减材制造过程中复杂零件表面质量和精度，是本领域技术人员目前需要解决的技术问题。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种面向熔融成型与切削复合加工的数控代码生成方法和装置，该方法通过对增材制造数控代码解析，采用用户输入的减材制造参数对其进行修改得到减材数控代码，进而得到符合代码，并且每次减材是在增材一部分层数之后进行的，实现了增减交替的“边打边切”功能。

为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种面向熔融成型与切削复合加工的数控代码生成方法，包括以下步骤：

接收待打印模型的增材制造数控代码；

接收用户输入的减材制造工艺参数；

接收用户输入的减材制造工艺参数，所述减材制造工艺参数包括切削分层数，表示每次进行减材前增材的层数，这些层即为特征层；

针对每个特征层对应的增材制造数控代码，从所述增材制造数控代码中提取增材制造的特征代码，替换成减材制造的特征代码，生成所述特征层对应的减材制造数控代码；

根据各特征层对应的增材制造数控代码和减材制造数控代码生成增材和减材复合的数控代码。

进一步地，所述增材和减材复合的数控代码由每个特征层的增材制造数控代码和减材制造数控代码组成。