多型腔零件加工区域的自动识别和刀轨生成研究

勾成

摘要：多型腔配件特有的加工实践，包含二维架构下的平面区段。多型腔这样的配件，拟定好的型腔区域，可被自动辨识。然而，单独依凭型腔固有的轮廓特性、岛屿布设的轮廓环，很难明晰多层级的几何信息。自动辨识特有的识别方式，根据环的方位特性，自动判别细分出来的加工区域，创设了一次加工，便利了接续的操作。环切加工之中，等距离特性的多个环，应能顺畅过渡。只有这样，刀具布设的轨迹，才会带有适宜性。拟定好的某一区域，只包含预设的一次进刀。这就提升原有的加工速度，提升刀轨生成原有的质量。

关键词：多型腔零件；加工区域；自动识别；刀轨生成

型腔加工特有的进程中，交互定义范畴内的型腔、对应着的岛屿，都潜藏着某些弊病。为化解这一疑难，创设了加工区段特有的自动辨识。拟定环关系这样的精准矩阵，通过矩阵查验，建构了轮廓范畴的环形树。获取了这种树形，就可以明晰节点深度，以便辨识复杂架构下的型腔。刀轨生成特有的自动路径，不用用户参与，缩减了耗费掉的加工负担，规避了加工差错。加工零件特有的实践表征着，自动识别依托的新颖技术，简化数控编程，提升编程之中的精准性。

1.概要算法的描绘

多型腔特性的配件加工，采纳分层切削。根据设定好的层级深度，采纳垂直架构下的刀轨平面，截取精准的型腔。在各个层级以内，细化规划这样的刀轨。每一层级以内的加工区段，惯常采纳环切，或者是横切，妥善予以填充。具体而言，先要截取预设的某一平面，与设定好的模型交织，运算得来原初的轮廓环[1]。在这以后，创设加工区域、惯用的轨迹元素，并衔接设定好的轨迹元素。由此可知，加工区段的辨识，是接续步骤的基础，它直接关涉后续时段的加工顺畅。

型腔模型布设好的轨迹生成，通常采纳网格特性的精准模型。截取多重的交织线，建构初始时段的轮廓集合。按照环固有的嵌套关联，把设定出来的初始环组，编织成某一环树。根据环形范畴内的节点，在树形特有的深度范围，确认拟定好的去除区段。对于描绘好的去除区段，设置明晰的边界。这样做，就获取了明晰的加工区域。

轮廓环树特有的建构步骤，是自动识别之中的疑难点。这是因为，初期描画好的轮廓环，采纳的是特有的几何角度；环之间并不带有明晰的关联。为创设这类关联，先要建构环关系特有的矩阵。这之后，才可把设定好的这类矩阵，变成表征着环亲属特性的表格，以便设定精准特性的轮廓树。

2.刀轨生成路径

对称架构下的多型腔配件，采纳框取方式，得到明晰的型腔轮廓，把它存留在拟定好的实体列表以内。对于建构的列表，明确予以排序，辨识它是否被设定成封闭环形。若型腔涵盖着岛屿，那么重复预设这一流程。这样做，能够得来闭合环形的多重实体。通过矢量判断，辨识型腔固有的外环、对应着的岛屿内环。对于密闭架构内的环形，予以等距操作，添加适宜情形下的进退刀轨[2]。这就通过预设的刀轨生成，获取完备的、明晰的加工轨迹。

拟定出来的刀轨列表，涵盖着刀具平移。这样的平移，是安全状态之下的平移。刀具固有的起点端点、下刀点固有的边缘，关联着抬刀这样的刀具起点。抬刀及对应着的下刀，都会在固定着的配件之中，留下圆弧特性的过渡边。这样的刀轨，就是列表架构以内的首尾两条。把首尾布设的两条刀轨，从原初的列表以内移走。这样做，就获取了初始时段的刀轨起点、过渡特性的圆弧半径。这些线条端点，用于衔接刀轨、后续的刀轨插补。

3.辨识各个区段

按照二维特有的零件造型、型腔及岛屿特有的内在关联，能够辨识细化的加工区段。表征环形位置特有的树状架构以内，树根之上的环形、细化的兄弟环，都被设定成型腔范畴的外环，也即轮廓环。那么外环附带着的子环，应被设定成内环。

二维平面以内的型腔区段，密切关联着环形特有的相对方位、树状这样的架构。奇数层级以内的任何环、对应着的子环，共同建构了某一范畴的型腔区域。在这之中，采纳特有的loop，来表征型腔轮廓；附带着的其他型腔，包含岛屿轮廓。

4.生成明晰的刀轨

二维框架之内的型腔零件，采纳平底刀予以切削。这种步骤之中，不用判别表层范畴的残存高度、等距这样的数值、表层范畴的粗糙状态。型腔轮廓特有的内侧等距环、岛屿特有的外侧等距环，凸显彼此交织的倾向。同个型腔之中，可能涵盖着并不连通的、多重的切削区段。从某一区段，过渡至预设的另一区段，应把刀轨移动直至安全平面。在这以后，再妥善挪动至给出来的另外区段。设定好的同一区域，等距环彼此的这类过渡，应能规避彼此干涉。与此同时，还应考量最优路径下的走刀方式，缩减刀轨路径原有的距离。

通常来看，邻近的等距环，采纳预设的过渡方式：在设定好的两个环以内，寻找固定顶点；筛选出来的两个顶点，采纳直线过渡。若发觉了过切状态，则变更筛选的顶点。若没能找出明晰的过切顶点，则采纳搭配着的其他方式，妥善予以过渡。把刀轨抬起，并移动直至布设好的安全平面，然后予以进刀。这样做，刀轨就落在设定好的加工区段，杜绝了误差。

5.结语

多型腔特性的零配件，刀具轨迹依循的生成路径，在惯用的处理之中，通常选出拟定好的一切区域，对于细分出来的多重型腔，分别予以处理。采纳这种步骤，就会重复多次，缩减了自动编程速率。多型腔特有的各类零件，依托自动识别、刀轨生成这样的新颖方式，可以规避接续的复杂运算，创设最佳的切削流程，提高切削之中的自动属性。

参考文献：

[1]谢叻，周来水，周儒荣.多型腔零件加工区域的自动识别和刀轨生成[J].南京航空航天大学学报，2008（04）：66-71.

[2]安鲁陵，卫炜，周来水等.自由曲面型腔粗加工刀轨生成算法研究[J].南京航空航天大学学报，2010（06）：661-666.