在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法与流程

本发明涉及可视化，具体涉及一种在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法。

背景技术：

1、在机械制造中，刀具的切削加工过程与工件加工质量息息相关。精准、稳定的切削加工有助于达到较高的切削精度。通过观察、研究刀具的切削加工过程，能够观察到刀具及工件在加工过程中的表面变化及相对运动轨迹，能够校验加工参数的设定及刀具的选用是否合理，还可为工艺参数的优化及刀具的改进提供可靠参考。

2、现今，随着智能制造逐渐成为未来制造业发展的趋势，智能数控加工的应用越来越广泛。在现有的数控软件、以及三维建模软件中大多设定有数控仿真功能，用于模拟刀具的切削加工过程，以便于提前校验切削工艺安排、刀具参数设定等的合理性。但是，由于此类软件需依托于本地计算机，局限性较大，且不便于在线查看，实时性和便利性欠缺。并且，由于切削仿真中涉及到多个实体的多个运动轨迹的构建及实体形态的动态更新，涉及的数据量较大，数据处理负载较重，若想要进行在线仿真，处理难度较大，显示效率较低。

技术实现思路

1、本发明意在提供一种在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法，能够实现在线的刀具切削过程展示，且具备较高的实时性、直观性和真实性。

2、本发明提供的基础方案为：在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法，包括以下步骤：

3、步骤1，输入基础数据；所述基础数据包括刀具基础参数、切削参数和工件参数；

4、步骤2，利用three.js引擎，创建刀具三维模型和工件三维模型，并创建基础场景；

5、步骤3，将刀具和工件移动至对应的初始切削位置；

6、步骤4，设定仿真步长，并控制刀具和工件进行布尔切割，以展示刀具切削加工过程；

7、在三维模型创建中，采用简化函数构造三维模型；在布尔切割中，采用数组变量预先存储每步的切割运算结果；在展示过程中，调用数组变量进行可视化切割展示；并将刀具与工件的交互部位设为第一显示优先级，其余部位设为第二显示优先级；在交互部位移动时，所述第二显示优先级不参与渲染更新。

8、本发明的工作原理及优点在于：

9、本方案提供了一种在网页环境中的刀具切削加工过程的可视化展示方法，能够实现切削加工过程的在线模拟和查看，相较于现有的基于软件的仿真展示方法，本方案利用three.js引擎在线构建三维模型及仿真场景，通过简单的布尔操作构建切削过程，展示效果更佳，便捷性和实时性更高。第二，本方案克服了在线的切削加工过程展示中所存在的数据传输量大、数据处理量大的问题。具体地，本方案首先通过采用简化函数构建三维模型，能够相对精简三维模型体量，减少网页中加载的总数据量。再通过数组变量预存储切割运算结果，能够减少切割展示过程中交互部位移动时网页端的即时处理数据量，能够通过数据量的优先，有效降低网页的数据处理负载。其次，在进行可视化切割展示时，基于交互部位动态调整显示优先级，能够充分展示切削加工过程的同时，尽可能地减少网页的数据处理量和实时运算量，有助于提升在线显示效率，具备较高的实时性。

技术特征：

1.在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法，其特征在于，在网页环境下预设有数据库；输入的基础数据存入数据库，且在存入数据库时，还对输入的基础数据进行重复性判定，若数据库中不存在相同数据，则存入数据库；若数据库中存在相同数据，则不存入数据库。

3.根据权利要求1所述的在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法，其特征在于，在创建刀具三维模型和工件三维模型时，采用threebsp.js通过直接布尔操作进行模型创建。

4.根据权利要求1所述的在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法，其特征在于，所述创建基础场景包括，设置光源及环境光；设置相机及相机对象；设置渲染器对象及执行渲染操作。

5.根据权利要求3所述的在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法，其特征在于，在布尔切割过程中，首先将刀具三维模型和工件三维模型包装为bsp对象，并控制刀具三维模型对工件三维模型进行布尔切割。

6.根据权利要求1所述的在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法，其特征在于，所述简化函数包括立方体简化构造函数boxgeometry、球体简化构造函数spheregeometry、圆柱体及圆台体简化构造函数cylindergeometry、拉伸体简化构造函数extrudegeometry和旋转体简化构造函数lathegeometry。

7.根据权利要求1所述的在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法，其特征在于，在展示过程中，还进行实际切削加工过程模拟；在实际切削加工过程模拟中，对刀具和工件附加偏移变量；所述偏移变量与数组变量叠加生成实际布尔切割量；基于实际布尔切割量进行可视化切割展示。

8.根据权利要求7所述的在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法，其特征在于，所述数据库中还预存有附加参数表；所述附加参数表用于为刀具切削加工过程附加干扰特征；所述附加参数表内设有刀具振动参数、工件振动参数和刀具磨损参数，以及各参数对应的偏移变量。

9.根据权利要求2所述的在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法，其特征在于，所述数组变量还存储至数据库中并与其对应的基础数据建立关联；在输入新的基础数据时，若数据库中存在相同数据，则对应调用该相同数据相关联的数组变量以用于进行可视化切割展示。

技术总结
本发明涉及可视化技术领域，公开了一种在网页环境下实现刀具切削加工过程展示的可视化方法，包括以下步骤：步骤1，输入基础数据；所述基础数据包括刀具基础参数、切削参数和工件参数；步骤2，利用three.js引擎，创建刀具三维模型和工件三维模型，并创建基础场景；步骤3，将刀具和工件移动至对应的初始切削位置；步骤4，设定仿真步长，并控制刀具和工件进行布尔切割，以展示刀具切削加工过程；在三维模型创建中，采用简化函数构造三维模型；在布尔切割中，采用数组变量预先存储每步的切割运算结果；在展示过程中，调用数组变量进行可视化切割展示。本发明能够实现在线的刀具切削过程展示，且具备较高的实时性、直观性和真实性。

技术研发人员：杨冰,胡贤金,邱易,肖文俊,张朝兵
受保护的技术使用者：成都工具研究所有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/14