[发明专利]数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法及数控系统

权利要求书

1.一种数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取待加工的目标图形，对所述目标图形按目标图形的轮廓内偏一个加工半径距离，内偏后的轮廓作为外圈加工路径A；

步骤2：采用若干平行线全覆盖地切割所述外圈加工路径A，且在平行线中，任意相邻的两条直线之间的距离为一个加工直径，

切割外圈加工路径A的直线记为切割线，每一条切割线与外圈加工路径A产生至少两个交点，确定出符合条件的相邻两个交点之间的线段作为切割线段，从而得到切割线段集合；

步骤3：将切割线段集合内的所有切割线段添加到加工路径集合B，加工路径集合B的元素为切割线段的两个端点，加工路径集合B初始为空集，

其中，若切割线段满足预设规则，则将切割线段与加工路径集合B中的某一个元素连接在一起而共同构成加工路径集合B中的一个元素，若不满足预设规则，则将第一条切割线切割外圈加工路径A所形成的切割线段作为一个新的元素添加到加工路径集合B中，

所述预设规则包括：

若加工路径集合B内当前无元素，则从切割线段集合中选择任意一条切割线段添加到加工路径集合B中；若加工路径集合B内当前存在元素，则

分别计算当前切割线段的两个端点各自到加工路径集合B中的切割线段的距离，该距离记为元素距离，元素距离是指当前切割线段的端点到加工路径集合B中的切割线段的终点之间的距离，终点是指按坐标轴从小到大排序靠后所在的端点，

若加工路径集合B中存在某一切割线段m，使得当前切割线段到加工路径集合B中的切割线段m的元素距离Y_m≤预设距离d，则将当前切割线段连接到加工路径集合B中的切割线段m，当前切割线段与切割线段m构成一个新的切割线段，也即共同成为加工路径集合B中的一个元素，

所述将当前切割线段连接到加工路径集合B中的切割线段m具体为：

如果相邻的两个切割线段之间存在连接线段，则将连接线段和这两个切割线段连接在一起而构成一个新的切割线段，依次进行下去，直至将所有可能连接在一起的切割线段连接在一起而构成一个新的切割线段，即共同成为加工路径集合B中的一个元素，连接线段是外圈加工路径A上被相邻两个切割线所形成的部分，

两个切割线段之间是否存在连接线段，可通过切割线段的端点和连接线段的端点是否重合判断，若切割线段的两个端点中至少有一个端点与连接线段的两个端点中至少一个端点重合，则此切割线段可与该连接线段相连，该连接线段两端的相邻两个切割线段则存在连接线段，

若当前切割线段到加工路径集合B中的切割线段m的元素距离Y_m＞预设距离d，则将当前切割线段添加到加工路径集合B，也即将当前切割线段作为一个新的元素而添加到加工路径集合B；

步骤4：对加工路径集合B内的所有元素进行排序，以使得加工路径集合B中的相邻元素首尾依次连接后的距离总和最短，从而得到元素排序结果；

步骤5：将外圈加工路径A作为最后一个元素加入经过元素排序后的加工路径集合B，得到加工路径集合C，并将加工路径集合C中相邻的元素进行连接，从而将所有元素按顺序连接在一起，连接在一起后的元素排序结果作为所述挖空加工方法的加工路径。

2.根据权利要求1所述的数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，所述内偏为将当前轮廓整体缩小而使得缩小后的轮廓位于当前轮廓的内部，且轮廓与当前轮廓之间的距离为一个加工半径距离，

加工半径是指直线挖空加工的加工工具的直径，加工工具为铣。

3.根据权利要求1所述的数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，根据目标图形的整体轮廓，设定切割线切割目标图形的切割角度，切割角度包括水平方向或竖直方向或倾斜方向或其他任意切割角度方向切割目标图形。

4.根据权利要求1所述的数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，所述确定出符合条件的相邻两个交点之间的线段作为切割线段，其具体实现包括，

若切割线存在与外圈加工路径A的线段重合，则将切割线与外圈加工路径A上的最外围的两个端点作为有效交点，这两个有效交点之间的线段作为切割线段，若切割线未存在与外圈加工路径A的线段重合，则将切割线与外圈加工路径A上的所有交点均为有效交点，第奇数个有效交点和下一个有效交点的连线为切割线段。