專利名稱：產(chǎn)品三角Bézier曲面模型數(shù)控加工刀軌快速生成方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明提供一種產(chǎn)品三角B6zier曲面模型數(shù)控加工刀軌快速生成方法，屬于計(jì)算機(jī)輔助制造領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
在產(chǎn)品逆向工程中，基于三角B6zier曲面能夠有效解決逆向工程中三維散亂點(diǎn) 云數(shù)據(jù)的曲面重建問(wèn)題，具有構(gòu)造靈活、適應(yīng)性強(qiáng)等特點(diǎn)。目前，三角B6zier曲面表示的產(chǎn) 品數(shù)字化模型不能被主流CAD/CAM系統(tǒng)兼容，難以進(jìn)行數(shù)控加工。研究三角B6zier曲面數(shù) 控刀軌生成方法，通過(guò)三角B6zier曲面直接生成數(shù)控刀軌，對(duì)于解決逆向工程中基于三角 Bezier曲面的產(chǎn)品數(shù)控加工問(wèn)題具有重要意義，從而可有效提高基于逆向工程的產(chǎn)品開(kāi)發(fā) 效率。對(duì)現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)檢索發(fā)現(xiàn)，肖堯先等在學(xué)術(shù)期刊《計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)與圖形學(xué)學(xué)報(bào)》 2001，13(7) ,P631-635上發(fā)表的論文“三角B6zier曲面的粗加工數(shù)控編程”中，采用跟蹤迭 代求交法獲取刀軌截平面與曲面交線，繼而偏置生成精加工刀軌，并針對(duì)毛坯進(jìn)行變切深 或等切深均勻分層，在此基礎(chǔ)上獲取三角B6zier曲面粗加工刀軌，刀軌生成效率與精度主 要依賴于曲面與刀軌截平面的求交效率與交線計(jì)算精度，在生成精加工行切刀軌時(shí)，邊界 點(diǎn)計(jì)算繁瑣且不穩(wěn)定，刀軌生成效率低。針對(duì)以上問(wèn)題，本發(fā)明提出一種產(chǎn)品三角B6zier曲面模型數(shù)控加工刀軌快速生 成方法，該方法依據(jù)孫殿柱等在學(xué)術(shù)期刊《中國(guó)機(jī)械工程》2009,20(13)，P1542-1545上發(fā) 表的論文“三角網(wǎng)格曲面模型動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)研究”中三角網(wǎng)格曲面R*S樹(shù)索引構(gòu)建方 法，采用R*S樹(shù)建立三角B6zier曲面動(dòng)態(tài)索引，基于該結(jié)構(gòu)快速獲取與刀軌截平面相交的 三角BSzier曲面片集，依據(jù)所設(shè)精度閾值將其自適應(yīng)離散為三角網(wǎng)格，并對(duì)三角網(wǎng)格建立 動(dòng)態(tài)索引，基于三角網(wǎng)格動(dòng)態(tài)索引快速獲取與刀軌截平面相交的網(wǎng)格單元，通過(guò)刀軌截平 面與網(wǎng)格單元間的求交獲取交線數(shù)據(jù)，對(duì)其進(jìn)行跟蹤提取生成交線，計(jì)算交線各端點(diǎn)在三 角B6zier曲面上的近曲面點(diǎn)，將近曲面點(diǎn)作為刀觸點(diǎn)，沿其所在曲面處法矢偏置刀具半徑 獲取刀位點(diǎn)，并進(jìn)行干涉點(diǎn)處理，順次連接各刀位點(diǎn)生成三角B6zier曲面數(shù)控加工刀軌。 實(shí)例證明該方法可快速、準(zhǔn)確生成復(fù)雜三角B6zier曲面適用于球刀的數(shù)控精加工刀軌。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種產(chǎn)品三角B6zier曲 面模型數(shù)控加工刀軌快速生成方法，該方法在逼近精度允許范圍內(nèi)可快速、準(zhǔn)確獲取復(fù)雜 三角B6zier曲面數(shù)控加工刀軌。本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是該一種產(chǎn)品三角B6zier曲面模型 數(shù)控加工刀軌快速生成方法，其特征在于步驟依次為1)將三角B6zier曲面片對(duì)應(yīng)的控制 頂點(diǎn)集合作為數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，采用k-means聚類分簇算法對(duì)結(jié)點(diǎn)軸向包圍盒集合進(jìn)行動(dòng)態(tài)空間 聚類劃分，建立三角B6zier曲面的R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)；2)根據(jù)三角B6zier曲面的R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)中各層結(jié)點(diǎn)軸向包圍盒與刀軌截平面的相離、相切和相交三種位置關(guān)系，通過(guò)深度 優(yōu)先遍歷R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)查詢與刀軌截平面相交的數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，從而獲取與刀軌截平面相交 的三角B6zier面片集合；3)將與刀軌截平面相交的三角B6zier面片集合自適應(yīng)離散為三 角網(wǎng)格；4)將三角網(wǎng)格中的網(wǎng)格單元作為數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，建立三角網(wǎng)格R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)；5)基 于三角網(wǎng)格R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)獲取與刀軌截平面相交的網(wǎng)格單元，通過(guò)刀軌截平面與網(wǎng) 格單元間的求交獲取離散交線段數(shù)據(jù)，建立離散交線段R*S樹(shù)動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)，通過(guò)查 詢共用端點(diǎn)的交線段的方法跟蹤提取各交線段，對(duì)離散交線段數(shù)據(jù)排序生成有序交線；6) 計(jì)算有序交線各端點(diǎn)在三角B6Zier曲面上的近曲面點(diǎn)，并將近曲面點(diǎn)作為刀觸點(diǎn)，沿其所 在曲面法矢偏置刀具半徑距離以獲取刀位點(diǎn)，并采用截面線干涉點(diǎn)處理算法進(jìn)行干涉點(diǎn)處 理，順次連接各刀位點(diǎn)生成三角B6zier曲面數(shù)控加工刀軌。其中，步驟幻中所述將與刀軌截平面相交的三角B6zier面片集合自適應(yīng)離散為 三角網(wǎng)格的方法具體為①設(shè)定離散精度閾值S及離散層數(shù)N來(lái)控制離散后曲面精度，將 相交區(qū)域三角B6zier曲面片集中任一三角B6zier曲面片S(u，v，w) (0彡u，v，w彡l，u+v+w =1)作為目標(biāo)面片進(jìn)行自適應(yīng)離散；②采用de Casteliau算法插值計(jì)算目標(biāo)面片上的離 散頂點(diǎn) p(u，v，w) (u = 1/N，2/N，…，1;ν = 0，1/Ν，…，l_u = l-u-ν)；③連接離散頂點(diǎn) P (u，v，w)、P(u-l/N，v+l/N，w)、P(u-l/N，ν, w+l/N)構(gòu)成網(wǎng)格單元，對(duì)于參數(shù) ν > 0 的離散 頂點(diǎn)連接P(u，ν, w)、P(u-1/N，ν, w+l/N)、P(u，v-l/N, w+l/N)構(gòu)成網(wǎng)格單元；④獲取三角 Bezier曲面片中以網(wǎng)格單元三個(gè)頂點(diǎn)參數(shù)值的均值為參數(shù)的點(diǎn)，計(jì)算該點(diǎn)到對(duì)應(yīng)網(wǎng)格單元 的距離d，若d > δ，將N的值加1，執(zhí)行②；⑤若三角B6zier曲面中存在未離散三角B6zier 曲面片，將該曲面片作為目標(biāo)面片，轉(zhuǎn)向步驟②，否則三角B6zier曲面自適應(yīng)離散結(jié)束。其中，步驟幻中所述的通過(guò)查詢共用端點(diǎn)的交線段的方法跟蹤提取各交線段，對(duì) 離散交線段數(shù)據(jù)排序生成有序交線的方法具體為①以任一交線段為起始線段，查詢離散 交線段R*S樹(shù)動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)中到起始線段端點(diǎn)距離為零的數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)；②獲取該數(shù)據(jù)結(jié) 點(diǎn)中存儲(chǔ)的交線段，該交線段與起始線段相連組成新的起始線段；③查詢離散交線段R*S 樹(shù)動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)中到新的起始線段端點(diǎn)距離為零的數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，若存在距離為零的數(shù)據(jù) 結(jié)點(diǎn)，執(zhí)行步驟②；④輸出刀軌截平面與三角B6zier曲面模型的有序交線。此外，步驟1)中，采用R*S樹(shù)建立適合三角B6zier曲面存儲(chǔ)的動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu) 的方法具體是由于三角B6Zier曲面片具有嚴(yán)格的邊界性和凸包性，面片完全落在其控制 網(wǎng)格內(nèi)，將三角B6zier曲面片對(duì)應(yīng)的控制頂點(diǎn)集合作為數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，采用k-means聚類分簇 算法對(duì)結(jié)點(diǎn)軸向包圍盒集合進(jìn)行動(dòng)態(tài)空間聚類劃分，可準(zhǔn)確方便地建立三角B6zier曲面 的R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所具有的有益效果是(1)采用R*S樹(shù)組織三角B6zier面片的拓?fù)浣応P(guān)系，通過(guò)索引結(jié)構(gòu)各層結(jié)點(diǎn)與 刀軌截平面之間的相交檢測(cè)，實(shí)現(xiàn)了三角B6zier曲面相交區(qū)域的快速、準(zhǔn)確獲取；(2)依據(jù)所設(shè)精度閾值，實(shí)現(xiàn)相交區(qū)域三角B6zier曲面自適應(yīng)離散，基于離散后 三角網(wǎng)格與刀軌截平面快速求交獲取有序交線，以交線段長(zhǎng)度為近似步長(zhǎng)獲取交線上各端 點(diǎn)對(duì)應(yīng)刀觸點(diǎn)，從而可實(shí)現(xiàn)刀軌步長(zhǎng)自適應(yīng)控制；(3)通過(guò)迭代計(jì)算準(zhǔn)確獲取交線端點(diǎn)對(duì)應(yīng)近曲面點(diǎn)，將其作為刀觸點(diǎn)獲取相應(yīng)刀 位點(diǎn)，并進(jìn)行干涉點(diǎn)處理，有效保證了數(shù)控加工刀軌的生成精度。


圖1是本發(fā)明程序流程圖；圖2 圖6是本發(fā)明實(shí)施例中汽車引擎蓋三角B6zier曲面模型及其動(dòng)態(tài)索引各 層結(jié)點(diǎn)軸向包圍盒效果圖；圖7 圖10是本發(fā)明實(shí)施例中三角B6zier曲面相交數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)獲取效果圖；圖11 圖12是本發(fā)明三角B6zier曲面片的離散示意圖；圖13是本發(fā)明交線跟蹤提取示意圖；圖14 圖17是本發(fā)明實(shí)施例中實(shí)施例中汽車引擎蓋模型及所生成的刀位軌跡及 其局部放大圖；圖18是本發(fā)明實(shí)施例中實(shí)施例中汽車引擎蓋模型機(jī)床加工效果圖。圖1 18是本發(fā)明一種產(chǎn)品三角B6zier曲面模型數(shù)控加工刀軌快速生成方法的 最佳實(shí)施例，下面結(jié)合附圖1 18對(duì)汽車引擎蓋三角B6zier曲面模型的數(shù)控加工刀軌快 速生成方法做進(jìn)一步說(shuō)明
具體實(shí)施例方式圖1是本發(fā)明基于產(chǎn)品三角B6zier曲面模型數(shù)控加工刀軌快速生成方法程序 流程圖。首先將汽車引擎蓋三角B6Zier曲面片對(duì)應(yīng)的控制頂點(diǎn)集合作為數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，采用 k-means聚類分簇算法對(duì)嵌套的結(jié)點(diǎn)軸向包圍盒集合進(jìn)行動(dòng)態(tài)空間聚類劃分，建立三角 Bezier曲面的R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)程序；圖2 圖6反映了本實(shí)施例中汽車引擎蓋三角B6zier 曲面模型及其動(dòng)態(tài)索引各層結(jié)點(diǎn)軸向包圍盒效果圖。其中，圖2是三角B6zier曲面汽車引 擎蓋模型，圖3為三角B6Zier曲面汽車引擎蓋模型動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)根結(jié)點(diǎn)軸向包圍盒效 果圖，圖4和圖5為三角B6zier曲面汽車引擎蓋模型動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)R*S樹(shù)內(nèi)部結(jié)點(diǎn)軸 向包圍盒效果圖，圖6為汽車引擎蓋三角B6zier曲面模型動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)R*S樹(shù)數(shù)據(jù)結(jié) 點(diǎn)軸向包圍盒效果圖。根據(jù)三角B6zier曲面的R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)中各層結(jié)點(diǎn)軸向包圍盒與刀軌截平面的 相離、相切和相交三種位置關(guān)系執(zhí)行相交區(qū)域獲取程序，通過(guò)深度優(yōu)先遍歷R*S樹(shù)索引結(jié) 構(gòu)查詢與刀軌截平面相交的數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，從而獲取與刀軌截平面相交的三角B6zier面片集 合；圖7 圖10是本實(shí)施例中三角B6zier曲面相交數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)獲取效果圖，其中圖7為三角 Bezier曲面汽車引擎蓋模型根結(jié)點(diǎn)與刀軌截平面相交效果圖，圖8和圖9是三角B6zier曲 面汽車引擎蓋模型R*S樹(shù)索引內(nèi)部結(jié)點(diǎn)與刀軌截平面相交效果圖。圖10為R*S樹(shù)索引內(nèi) 部結(jié)點(diǎn)與刀軌截平面相交效果圖。執(zhí)行相交面片離散程序，將與刀軌截平面相交的三角B6zier面片集合自適應(yīng)離 散為三角網(wǎng)格；圖11和圖12為相交區(qū)域三角B6zier曲面的自適應(yīng)離散示意圖，將相交區(qū) 域三角B6zier曲面片集中任意三角B6zier曲面片S(u，v，w) (0≤u，v，w≤l,u+v+w = 1) 作為目標(biāo)面片，取離散精度閾值S = 0.001mm，設(shè)離散層數(shù)N =2對(duì)其進(jìn)行自適應(yīng)離散，具 體步驟是①采用de Casteliau算法插值計(jì)算目標(biāo)面片上的離散頂點(diǎn)P(u，v，w) (u = 1/N， 2/N，…，1;ν = 0，1/Ν，…，1-u ;w = l-u-ν)；②連接離散頂點(diǎn) P (u，v，w)、P (u-1/N，v+1/N， w)、P (u-l/N, v, w+1/N)構(gòu)成網(wǎng)格單元，對(duì)于參數(shù)ν > 0的離散頂點(diǎn)連接P (u，v，w)、P (u_l/N，v，w+l/N)、P(u，v-l/N, w+l/N)構(gòu)成網(wǎng)格單元；③獲取三角B6zier曲面片中以網(wǎng)格單 三個(gè)頂點(diǎn)參數(shù)值的均值為參數(shù)的點(diǎn)，計(jì)算該點(diǎn)到對(duì)應(yīng)網(wǎng)格單元的距離山若(1> δ (δ為離 散精度)，將N的值加1，執(zhí)行①，進(jìn)一步離散，以提高離散精度；④若三角BSzier曲面中存 在未離散三角B6zier曲面片，將該曲面片作為目標(biāo)面片，執(zhí)行①，否則三角B6zier曲面自 適應(yīng)離散結(jié)束。將離散后的三角網(wǎng)格中的網(wǎng)格單元作為數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，建立三角網(wǎng)格R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu) 程序；基于三角網(wǎng)格R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)獲取與刀軌截平面相交的網(wǎng)格單元，通過(guò)刀軌截 平面與網(wǎng)格單元間的求交獲取離散交線段數(shù)據(jù)，建立離散交線段R*S樹(shù)動(dòng)態(tài)空間索引結(jié) 構(gòu)，通過(guò)查詢共用端點(diǎn)的交線段的方法跟蹤提取各交線段，對(duì)離散交線段數(shù)據(jù)執(zhí)行交線跟 蹤排序程序，生成有序交線；圖13為交線的跟蹤提取示意圖。設(shè)當(dāng)前跟蹤交線段為Steare、下 一條跟蹤交線段為Snrart、當(dāng)前跟蹤點(diǎn)為Ptrare、下一跟蹤點(diǎn)為Pnrait，起始跟蹤交線段為Sstart, Sstart的兩端點(diǎn)分別為Pstmt、Pmd，從點(diǎn)Pstot開(kāi)始提取交線為正向提取，從Pmd開(kāi)始提取交線 為反向提取，交線C對(duì)應(yīng)的點(diǎn)鏈表為L(zhǎng)C，交線C的提取流程為①將Pstot和Pmd添加到鏈 表LC，將Sstart標(biāo)記為已處理，令Pteaee = Pstart ；②查詢以Ptraee為端點(diǎn)且未處理的交線段作 為下一條交線段Snrart ；③如果Smxt為空，則執(zhí)行④，否則，令Pteare等于Smxt的另一個(gè)端點(diǎn)， 將Pteaee添加到鏈表LC，將交線段Snext標(biāo)記為已處理，執(zhí)行②；④如果Pteaee和Pend相等，則 返回，否則執(zhí)行⑤；⑤如果為正向跟蹤，則令Pteare = Pmd，執(zhí)行②進(jìn)行反向跟蹤，否則返回。通過(guò)刀軌生成程序計(jì)算有序交線各端點(diǎn)在三角B6zier曲面上的近曲面點(diǎn)，并將 近曲面點(diǎn)作為刀觸點(diǎn)，沿其所在曲面法矢偏置刀具半徑距離以獲取刀位點(diǎn)，并采用截面線 干涉點(diǎn)處理算法進(jìn)行干涉點(diǎn)處理，順次連接各刀位點(diǎn)生成三角B6zier曲面數(shù)控加工刀位 軌跡。程序結(jié)束。圖14 圖17為汽車引擎蓋模型數(shù)控刀軌效果圖，其中圖14為三角B6zier曲面汽 車引擎蓋模型，圖15為三角B6zier曲面汽車引擎蓋模型局部放大圖，圖16為三角B6zier 曲面汽車引數(shù)控刀軌效果圖，圖17為三角B6zier曲面汽車引擎蓋模型數(shù)控加工刀軌效果 圖。圖18為對(duì)汽車引擎蓋模型數(shù)控機(jī)床加工效果圖。以上所述，僅是本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并非是對(duì)本發(fā)明作其它形式的限制，任 何熟悉本專業(yè)的技術(shù)人員可能利用上述揭示的技術(shù)內(nèi)容加以變更或改型為等同變化的等 效實(shí)施例。但是凡是未脫離本發(fā)明技術(shù)方案內(nèi)容，依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)實(shí)質(zhì)對(duì)以上實(shí)施例所 作的任何簡(jiǎn)單修改、等同變化與改型，仍屬于本發(fā)明技術(shù)方案的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種產(chǎn)品三角B6zier曲面模型數(shù)控加工刀軌快速生成方法，其特征在于步驟依次 為1)將三角B6zier曲面片對(duì)應(yīng)的控制頂點(diǎn)集合作為數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，采用k-means聚類分簇算 法對(duì)結(jié)點(diǎn)軸向包圍盒集合進(jìn)行動(dòng)態(tài)空間聚類劃分，建立三角B6zier曲面的R*S樹(shù)索引結(jié) 構(gòu)；2)根據(jù)三角B6zier曲面的R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)中各層結(jié)點(diǎn)軸向包圍盒與刀軌截平面的相 離、相切和相交三種位置關(guān)系，通過(guò)深度優(yōu)先遍歷R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)查詢與刀軌截平面相交 的數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，從而獲取與刀軌截平面相交的三角B6zier面片集合；幻將與刀軌截平面相交 的三角B6zier面片集合離散為三角網(wǎng)格；4)將三角網(wǎng)格中的網(wǎng)格單元作為數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，建立 三角網(wǎng)格R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)；5)基于三角網(wǎng)格R*S樹(shù)索引結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)獲取與刀軌截平面相交的 網(wǎng)格單元，通過(guò)刀軌截平面與網(wǎng)格單元間的求交獲取離散交線段數(shù)據(jù)，建立離散交線段R*S 樹(shù)動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)，通過(guò)查詢共用端點(diǎn)的交線段的方法跟蹤提取各交線段，對(duì)離散交線 段數(shù)據(jù)排序生成有序交線；6)計(jì)算有序交線各端點(diǎn)在三角B6zier曲面上的近曲面點(diǎn)，并將 近曲面點(diǎn)作為刀觸點(diǎn)，沿其所在曲面法矢偏置刀具半徑距離以獲取刀位點(diǎn)，并采用截面線 干涉點(diǎn)處理算法進(jìn)行干涉點(diǎn)處理，順次連接各刀位點(diǎn)生成三角B6zier曲面數(shù)控加工刀軌。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品三角B6zier曲面模型數(shù)控加工刀軌快速生成方法，其 特征在于步驟幻中所述將與刀軌截平面相交的三角B6zier面片集合離散為三角網(wǎng)格的 方法具體為①設(shè)定離散精度閾值δ及離散層數(shù)N來(lái)控制離散后曲面精度，將相交區(qū)域三 角 Bezier 曲面片集中任一三角 Bezier 曲面片 s(u, ν, w) (0 ^ u, ν, w ^ 1，u+v+w = 1)作 為目標(biāo)面片進(jìn)行自適應(yīng)離散；②采用de Casteljau算法插值計(jì)算目標(biāo)面片上的離散頂點(diǎn) P(u，v，w) (u = 1/N，2/N，…，1;ν = 0，1/Ν，…，l_u ;w = l_u_v)；③連接離散頂點(diǎn) P (u，v， w)、P(u-1/N，v+l/N, w)、P(u-1/N，v，w+l/N)構(gòu)成網(wǎng)格單元，對(duì)于參數(shù)ν > 0的離散頂點(diǎn)連 接 P (u，ν，w)、P(u-l/N，v，w+1/N)、P (u，v-l/N，w+1/N)構(gòu)成網(wǎng)格單元；④獲取三角 Bezier 曲面片中以網(wǎng)格單元三個(gè)頂點(diǎn)參數(shù)值的均值為參數(shù)的點(diǎn)，計(jì)算該點(diǎn)到對(duì)應(yīng)網(wǎng)格單元的距離 山若d > δ，將N的值加1，轉(zhuǎn)向步驟②；⑤若三角B6zier曲面中存在未離散三角B6zier 曲面片，將該曲面片作為目標(biāo)面片，轉(zhuǎn)向步驟②，否則三角B6zier曲面自適應(yīng)離散結(jié)束。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的產(chǎn)品三角B6zier曲面模型數(shù)控加工刀軌快速生成方法，其特 征在于步驟5)中所述的通過(guò)查詢共用端點(diǎn)的交線段的方法跟蹤提取各交線段，對(duì)離散交 線段數(shù)據(jù)排序生成有序交線的方法具體為①以任一交線段為起始線段，查詢離散交線段 R*S樹(shù)動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)中到起始線段端點(diǎn)距離為零的數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)；②獲取該數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)中存 儲(chǔ)的交線段，該交線段與起始線段相連組成新的起始線段；③查詢離散交線段R*S樹(shù)動(dòng)態(tài) 空間索引結(jié)構(gòu)中到新的起始線段端點(diǎn)距離為零的數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)，若存在距離為零的數(shù)據(jù)結(jié)點(diǎn)， 轉(zhuǎn)向步驟②；④輸出刀軌截平面與三角B6zier曲面模型的有序交線。
全文摘要
一種產(chǎn)品三角Bézier曲面模型數(shù)控加工刀軌快速生成方法，屬于計(jì)算機(jī)輔助制造領(lǐng)域。采用R*S樹(shù)建立三角Bézier曲面的動(dòng)態(tài)空間索引結(jié)構(gòu)，基于該結(jié)構(gòu)快速獲取與刀軌截平面相交的三角Bézier曲面片集，依據(jù)所設(shè)精度閾值將其自適應(yīng)離散為三角網(wǎng)格，通過(guò)對(duì)刀軌截平面與離散后三角網(wǎng)格求交獲取交線，進(jìn)而迭代計(jì)算交線各端點(diǎn)在三角Bézier曲面上的近曲面點(diǎn)，并將近曲面點(diǎn)作為刀觸點(diǎn)，沿其所在曲面法矢方向偏置獲取刀位點(diǎn)并進(jìn)行干涉點(diǎn)處理，順次連接各刀位點(diǎn)生成三角Bézier曲面適用于球刀的數(shù)控加工刀軌。該方法通過(guò)迭代計(jì)算準(zhǔn)確獲取交線端點(diǎn)對(duì)應(yīng)近曲面點(diǎn)，并進(jìn)行干涉點(diǎn)處理，有效保證了數(shù)控加工刀軌的生成精度。
文檔編號(hào)G06F17/50GK102063546SQ20111000106
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2011年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月4日
發(fā)明者司馬中文, 孫殿柱, 康新才, 李延瑞 申請(qǐng)人:山東理工大學(xué)