[发明专利]一种NC刀轨生成方法

说明书

一种NC刀轨生成方法，包括步骤：1)根据给定的逼近误差计算网格的细分次数，并将初始网格进行细分得到四边形网格细分曲面；2)将细分后的网格进行等距；3)计算各顶点的变形系数，并计算变形后的等距面上控制点的位置，按照等距网格的拓扑关系连接变形等距点从而形成变形后的等距网格；4)根据允许的最大残留高度计算刀轨；5)将生成的刀轨进行逆变形至原始网格空间，并进行无干涉检查从而得到等残留高度刀轨。

技术领域

本发明属于机械加工技术领域，特别涉及一种NC刀轨生成方法。

背景技术

Catmull-Clark细分曲面是一种基于四边形网格的细分曲面，其已被广泛应用于游戏动画、逆向工程、影视渲染、复杂零件实体造型等领域。对于采用四边形网格细分曲面表示的复杂零件可以直接进行数控加工，可有效缩短产品的开发周期。用细分曲面表示的零件是对零件外形的一种逼近，随着细分次数的增加，细分后的网格会更加逼近零件的真实形状，且数据的存储量也越大。因此数控刀轨计算的精度与效率是细分曲面数控加工的关键技术。

目前，对细分曲面的NC刀轨算法的研究多集中在三角形网格上，专利文献CN101403909A，公开了一种可快速生成三角网格细分曲面模型数控加工刀轨的方法，在生成刀触点后，根据曲面模型的微分几何性质及铣削刀具类型和参数确定刀位点。而对于四边形网格细分曲面的数控加工刀轨生成还鲜有研究。

三角形网格中的每一个三角形都处于一个平面上，因此在数据存储后可直接计算三角形和切平面的交点，而四边形网格不一定在一个平面上，还需要进行三角化后才能进行求交计算，且现有的算法采用等行距切削，未考虑零件在不同部位时倾斜程度不同，等行距时在零件的陡峭部位会产生较大的残留高度，从而影响零件的加工精度。

发明内容

本发明提出一种基于四边形网格的Catmull-Clark细分曲面的等残留高度刀轨生成方法。

本发明实施例之一，一种NC刀轨生成方法，该方法包括步骤：

1)根据给定的逼近误差计算网格的细分次数，并将初始网格进行细分得到四边形网格细分曲面；

2)将细分后的网格进行等距；

3)计算各顶点的变形系数，并计算变形后的等距面上控制点的位置，按照等距网格的拓扑关系连接变形等距点从而形成变形后的等距网格；

4)根据允许的最大残留高度计算刀轨；

5)将生成的刀轨进行逆变形至原始网格空间，并进行无干涉检查从而得到等残留高度刀轨。

本发明实施例生成具有等残留高度的的四边形网格细分曲面的刀轨，根据网格模型的倾斜角度，利用变形系数将网格进行变形至均匀的倾斜角度，然后进行刀轨计算，最后将刀轨逆变形至原始空间，从而在倾角较大的区域生成较密的刀轨，保证了相等的残留高度，提高加工质量。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1为本发明实施例中Catmull-Clark细分曲面NC刀轨生成流程图。

图2是本发明实施例中细分曲面等距原理示意图。

图3是本发明实施例中细分曲面变形原理示意图。

图4是本发明实施例中刀轨变形结果示意图。

图5是本发明实施例中涉及的倾斜角度与变形率之间的关系示意图。

具体实施方式