[发明专利]一种用于生成无干涉的五轴加工轨迹的投影算法

摘要

本发明属于铣削加工相关技术领域，其公开了一种用于生成无干涉的五轴加工轨迹的投影算法，其包括以下步骤(1)将工件表面离散成三角片模型；(2)对刀具沿投影方向建立AABB box；(3)筛选三角片模型；(4)刀具向单个三角片投影根据约束条件获得投影方程，将刀触点的计算集中于刀具坐标系；刀具圆环体向三角片的边投影时，当投影方向沿刀轴方向时，根据投影方程推导出一元四次方程并求得解析解；当投影方向为任意方向时，根据所述投影方程推导出一元八次方程，并基于Bezier截断法细分区间以求解投影点；(5)输出最短投影距离对应的投影点。本发明给出刀具沿任意方向投影到三角片的具体实现。

主权项

一种用于生成无干涉的五轴加工轨迹的投影算法，其包括以下步骤：(1)将工件表面离散成三角片模型；(2)对每一个刀具初始位置，沿投影方向对刀具建立AABB box；(3)选出所述AABB box沿投影方向的投影覆盖的三角片模型；(4)刀具向单个三角片投影：首先，刀具向三角片的面投影，若刀具向三角片的面投影成功，则输出投影点和所述投影点对应的投影距离，否则进行刀具向三角片的边投影，其中，刀具向三角片的边投影包括刀具圆环体向三角片的边投影，刀具圆环体向三角片的边投影时，根据约束条件得到一个投影方程，当投影方向沿刀轴方向时，将所述投影方程转化为一元四次方程，根据Abel–Ruffini理论及Ferrari Lodovico方法求得所述一元四次方程的解析解；当投影方向为任意方向时，将所述投影方程转化为一元八次方程，采用改进的Bezier截断方法细分区间并采用二分法求解所述一元八次方程的所有实根，进而求得投影点，若刀具向三角片的边的投影成功，则输出投影点和对应的投影距离，否则进行刀具向三角片的顶点投影，若刀具向三角片的顶点投影成功，则输出投影点和对应的投影距离，否则刀具向三角片投影失败；记录每次投影成功的投影点和对应的投影距离，并计算刀触点和刀位点，循环将刀具向单个三角片投影的过程，直到循环次数等于筛选的三角片的数量；(5)找出最小投影距离对应的投影点作为最终的刀触点，对每一个刀具初始位置，计算出相应的刀触点和刀位点，最后得到工件曲面的加工轨迹。