一种曲面轨迹的生成方法、装置及计算机可读介质与流程

本发明属于机器人制造，尤其涉及一种曲面轨迹的生成方法、装置及计算机可读介质。

背景技术：

1、随着增材制造和先进成型制造技术的发展，零件的结构变得越来越复杂，零件加工时需要移除的材料量越来越少，对曲面的加工要求越来越高。这些使得在生产实践中，现有的加工设备和加工方法很难满足即复杂又高质量高效率的曲面加工要求。由于机器人具有很好的灵活性和低成本等特点，使得其在机械加工的应用中越来越普及。在曲面加工过程中，曲面加工的刀具路径优化是一个复杂的问题。在曲面加工的操作空间中，刀具最多需要五个自由度，而工业机器人至少有六个自由度。因此，在机器人加工曲面过程中，可将冗余自由度用于优化整个加工过程，以达到最高技术经济效益。

2、在机器人切孔等领域，复杂的孔洞往往由工件上多个曲面的边界组成，在离线编程软件中对这些孔洞编程生成加工轨迹时，以往需要手动提取曲面，然而当曲面的量非常大时，手动提取曲面就非常耗时耗力。为此，急需要提供一种自动化的曲面轨迹生成方法。

技术实现思路

1、针对现有技术存在的上述问题，本发明实施例提供了一种曲面轨迹的生成方法及装置，能够实现曲面轨迹的自动生成，提高了曲面轨迹生成的效率。

2、根据本发明实施例第一方面，提供一种曲面轨迹的生成方法，所述方法包括：利用模型提取目标工件上所有种子曲面，生成种子面集合；其中，所述种子曲面用于指示与目标工件上至少一个相邻曲面具有相切关系的曲面；提取所述种子面集合中的所有边界，生成边界集合；其中，所述边界用于指示至少一个边界边首尾相连所形成的的闭合环；遍历所述边界集合中所有边界，查询具有两个相反定向的边界，得到待处理边界；对所述待处理边界进行统一定向的标注处理，生成第一机器人加工轨迹。

3、可选的，所述的方法还包括：对具有相同定向的边界生成第二机器人加工轨迹；基于所述第一机器人加工轨迹和所述第二机器人加工轨迹，生成曲面加工轨迹。

4、可选的，利用模型提取目标工件上所有种子曲面，生成种子面集合；包括：利用模型提取目标工件的任一曲面，并将所述曲面作为种子曲面；以所述种子曲面为起点，对所述目标工件的曲面进行遍历，得到若干种子曲面；将若干种子曲面添加至列表中，生成种子面集合。

5、可选的，所述以所述种子曲面为起点，对所述目标工件的曲面进行遍历，得到若干种子曲面；包括：以所述种子曲面为起点，获取与所述种子曲面相邻的邻接面，得到至少两个邻接面；针对任一所述邻接面：判断所述邻接面是否与所述种子曲面具有相切关系；若判断结果表征所述邻接面与所述种子曲面具有相切关系，则将所述邻接面作为新的种子曲面；基于新的种子曲面继续对所述目标工件的曲面进行遍历处理，直到无法查找到种子曲面，则结束遍历操作，生成若干种子曲面。

6、可选的，所述判断所述邻接面是否与所述种子曲面具有相切关系；包括：获取所述邻接面与所述种子曲面之间的相交线；按照预设弧长从所述相交线上选取若干个目标点；针对任一目标点：获取所述目标点在所述邻接面的第一切平面，以及所述目标点在所述种子曲面的第二切平面；判断所述第一切平面和所述第二切平面是否重合；当每个所述目标点对应的第一切平面和第二切平面均重合，则确定所述邻接面与所述种子曲面是相切关系。

7、可选的，当若干个目标点中有一个目标点的第一切平面和第二切平面不重合，则确定所述邻接面与所述种子曲面不是相切关系。

8、可选的，所述对所述待处理边界进行统一定向标注处理，生成第一机器人加工轨迹；包括：获取所述待处理边界在所述边界集合中的理论定向；从所述待处理边界所对应的两个相反定向中选取与所述理论定向不同的定向，生成待调整定向；获取所述待调整定向对应的边界边对所述边界边进行反向定向标注；基于标注结果，针对所述待处理边界生成第一机器人加工轨迹。

9、根据本发明实施例第二方面，还提供一种曲面轨迹的生成装置，所述装置包括：第一生成模块，用于利用模型提取目标工件上所有种子曲面，生成种子面集合；其中，所述种子曲面用于指示与目标工件上至少一个相邻曲面具有相切关系的曲面；提取模块，用于提取所述种子面集合中的所有边界，生成边界集合；其中，所述边界用于指示至少一个边界边首尾相连所形成的的闭合环；查询模块，用于遍历所述边界集合中所有边界，查询具有两个相反定向的边界，得到待处理边界；第二生成模块，用于对所述待处理边界进行统一定向的标注处理，生成第一机器人加工轨迹。

10、可选的，所述的装置还包括：第三生成模块，用于对具有相同定向的边界生成第二机器人加工轨迹；第四生成模块，用于基于所述第一机器人加工轨迹和所述第二机器人加工轨迹，生成曲面加工轨迹。

11、根据本发明实施例第三方面，还提供一种电子设备，所述电子设备包括：一个或多个处理器；存储器，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述一个或多个处理器实现如第一方面所述的方法。

12、根据本发明实施例第四方面，还提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如第一方面所述的方法。

13、本发明实施例提供一种曲面轨迹的生成方法，所述方法包括：首先，利用模型提取目标工件上所有种子曲面，生成种子面集合；其中，所述种子曲面用于指示与目标工件上至少一个相邻曲面具有相切关系的曲面；其次，提取所述种子面集合中的所有边界，生成边界集合；其中，所述边界用于指示至少一个边界边首尾相连所形成的的闭合环；之后，遍历所述边界集合中所有边界，查询具有两个相反定向的边界，得到待处理边界；最后，对所述待处理边界进行统一定向的标注处理，生成第一机器人加工轨迹。本实施方式通过模型自动提取种子面集合的所有边界，并在确定待处理边界后基于标注处理结果生成第一机器人加工轨迹，解决了传统技术中由于人工提取曲面上孔洞导致机器人加工效率低，提高了机器人针对曲面的加工效率和准确率。

技术特征：

1.一种曲面轨迹的生成方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，利用模型提取目标工件上所有种子曲面，生成种子面集合；包括：

4.根据权利3所述的方法，其特征在于，所述以所述种子曲面为起点，对所述目标工件的曲面进行遍历，得到若干种子曲面；包括：

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述判断所述邻接面是否与所述种子曲面具有相切关系，得到判断结果；包括：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，当若干个目标点中有一个目标点的第一切平面和第二切平面不重合，则确定所述邻接面与所述种子曲面不是相切关系。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述待处理边界进行统一定向标注处理，生成第一机器人加工轨迹；包括：

8.一种曲面轨迹的生成装置，其特征在于，包括：

9.根据权利要求8所述的装置，其特征在于，还包括：

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。

技术总结
本发明公开了一种曲面轨迹的生成方法，该方法包括：首先利用模型提取目标工件上所有种子曲面，生成种子面集合；其中，种子曲面用于指示与目标工件上至少一个相邻曲面具有相切关系的曲面；其次提取种子面集合中的所有边界，生成边界集合；之后遍历边界集合中所有边界，查询具有两个相反定向的边界，得到待处理边界；最后对待处理边界进行统一定向的标注处理，生成第一机器人加工轨迹。本实施方式通过模型自动提取种子面集合的所有边界，并在确定待处理边界后基于标注处理结果生成第一机器人加工轨迹，解决了传统技术中由于人工提取曲面上孔洞导致机器人加工效率低，提高了曲面加工轨迹的生成效率和准确率。

技术研发人员：刘昌森
受保护的技术使用者：北京华航唯实机器人科技股份有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/15