基于三维图形设计平台的智能化线切割编程方法及系统与流程

文档序号:12468509阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种基于三维图形设计平台的智能化线切割编程方法,其特征在于,所述基于三维图形设计平台的智能化线切割编程方法包括如下步骤:

S1、对待切割曲面进行相邻性分组,判断待分析待切割曲面的可见性和可加工性,并通过可见性与可加工性求解相邻曲面边界;

S2、判断待切割曲面是否为规则曲面,根据曲面特性计算曲面加工轨迹;

S3、设定工艺参数,并结合曲面加工轨迹由线割刀路生成器生成指定工艺类型的通用的线割刀路轨迹编码。

2.根据权利要求1所述基于三维图形设计平台的智能化线切割编程方法,其特征在于,所述步骤S1包括以下分步骤:

S11、判断用户指定曲面集合中的各个待切割曲面是否具有公共边,将具有公共边的待切割曲面归类为一组,并迭代查找与该组相邻的待切割曲面,直至所有待切割曲面都已归组;

S12、调取NX三维图形设计平台的射线判断接口,判断待分析曲面附近是否可以被射线穿透,能够被射线穿透的面则认为具有可见性;

S13、当相邻曲面的共边与加工坐标系Z轴角度大于设定值,则认为其中一个与其它待切割曲面不相邻的面为不可加工面;

S14、通过可见性与可加工性过滤大部分非线割曲面,并求解相邻曲面边界。

3.根据权利要求1所述基于三维图形设计平台的智能化线切割编程方法,其特征在于,所述步骤S2包括以下分步骤:

S2a、如果待切割曲面是规则曲面,则继续判断所述规则曲面是平面还是圆柱面;

S2b、如果待切割曲面不是规则曲面,则求取得到所有关键切割点,根据关键切割点拟合出曲面加工轨迹。

4.根据权利要求3所述基于三维图形设计平台的智能化线切割编程方法,其特征在于,所述步骤S2a包括以下分步骤:

S2a1、当所有关键切割点的法矢都相同时,判断其为平面,则其加工轨迹为该平面与加工坐标系X-Y平面的相交直线;

S2a2、以曲面上Z轴高度相同的任意三点构成两条直线段,直线段的中垂线交点到当前曲面Z轴高度相同的任意点距离都相同时,判断其为圆柱面,则其加工轨迹为以圆柱中轴线与X-Y平面相交点为圆心,圆柱面半径为半径的圆弧。

5.根据权利要求3所述基于三维图形设计平台的智能化线切割编程方法,其特征在于,所述步骤S2b包括以下分步骤:

S2b1、根据曲面沿XY方向变化率对待切割曲面进行UV向展开求出UV向的一阶导数、二阶导数,并通过牛顿迭代法求解出延展方向一致性的矢量;

S2b2、取相邻曲面边界上的任意一点作为当前关键切割点,将当前关键切割点以延展方向一致性的矢量与法向矢量叉乘后的矢量进行偏移一微调阈值距离求得下一个关键切割点,依次循环,直至求到的关键切割点与曲面边界的距离小于微调阈值距离,即得到该曲面所有关键切割点;

S2b3、通过直线段连接关键切割点拟合出曲面加工轨迹。

6.根据权利要求5所述基于三维图形设计平台的智能化线切割编程方法,其特征在于,所述步骤S2b1包括以下分步骤:

S2b11、取当前关键切割点的多个矢量方向作为起始方向,分别进行迭代计算得到满足公差的矢量;

S2b12、当前关键切割点沿矢量方向平移阈值距离后与该曲面距离得即为误差值;

S2b13、对比多个矢量的误差值,取误差值最小的矢量作为延展方向一致性矢量。

7.一种基于三维图形设计平台的智能化线切割编程系统,其特征在于,所述基于三维图形设计平台的智能化线切割编程系统包括如下功能模块:

边界求解模块、用于对待切割曲面进行相邻性分组,判断待分析待切割曲面的可见性和可加工性,并通过可见性与可加工性求解相邻曲面边界;

轨迹分析模块、用于判断待切割曲面是否为规则曲面,根据曲面特性计算曲面加工轨迹;

编码生成模块、用于设定工艺参数,并结合曲面加工轨迹由线割刀路生成器生成指定工艺类型的通用的线割刀路轨迹编码。

8.根据权利要求7所述基于三维图形设计平台的智能化线切割编程系统,其特征在于,所述边界求解模块包括以下功能子模块:

曲面分组子模块、用于判断用户指定曲面集合中的各个待切割曲面是否具有公共边,将具有公共边的待切割曲面归类为一组,并迭代查找与该组相邻的待切割曲面,直至所有待切割曲面都已归组;

可见性判断子模块、用于调取NX三维图形设计平台的射线判断接口,判断待分析曲面附近是否可以被射线穿透,能够被射线穿透的面则认为具有可见性;

可加工性判断子模块、用于当相邻曲面的共边与加工坐标系Z轴角度大于设定值,则认为其中一个与其它待切割曲面不相邻的面为不可加工面;

过滤删选子模块、用于通过可见性与可加工性过滤大部分非线割曲面,并求解相邻曲面边界。

9.根据权利要求7所述基于三维图形设计平台的智能化线切割编程系统,其特征在于,所述轨迹分析模块包括二次判断子模块:

所述二次判断子模块、用于当待切割曲面是规则曲面时,则继续判断所述规则曲面是平面还是圆柱面;

所述二次判断子模块包括以下功能单元:

平面加工轨迹获取单元、用于当所有关键切割点的法矢都相同时,判断其为平面,则其加工轨迹为该平面与加工坐标系X-Y平面的相交直线;

圆柱面加工轨迹获取单元、用于以曲面上Z轴高度相同的任意三点构成两条直线段,直线段的中垂线交点到当前曲面Z轴高度相同的任意点距离都相同时,判断其为圆柱面,则其加工轨迹为以圆柱中轴线与X-Y平面相交点为圆心,圆柱面半径为半径的圆弧。

10.根据权利要求9所述基于三维图形设计平台的智能化线切割编程系统,其特征在于,所述轨迹分析模块还包括加工轨迹求取子模块:

加工轨迹求取子模块、用于当待切割曲面不是规则曲面时,则求取得到所有关键切割点,根据关键切割点拟合出曲面加工轨迹;

所述加工轨迹求取子模块包括以下功能单元:

延展方向矢量求解单元、用于根据曲面沿XY方向变化率对待切割曲面进行UV向展开求出UV向的一阶导数、二阶导数,并通过牛顿迭代法求解出延展方向一致性的矢量;

关键点求解单元、用于取相邻曲面边界上的任意一点作为当前关键切割点,将当前关键切割点以延展方向一致性的矢量与法向矢量叉乘后的矢量进行偏移一微调阈值距离求得下一个关键切割点,依次循环,直至求到的关键切割点与曲面边界的距离小于微调阈值距离,即得到该曲面所有关键切割点;

加工轨迹生成单元、用于通过直线段连接关键切割点拟合出曲面加工轨迹。

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