多型腔零件加工區(qū)域的自動(dòng)識(shí)別和刀軌生成研究

勾成

摘要：多型腔配件特有的加工實(shí)踐，包含二維架構(gòu)下的平面區(qū)段。多型腔這樣的配件，擬定好的型腔區(qū)域，可被自動(dòng)辨識(shí)。然而，單獨(dú)依憑型腔固有的輪廓特性、島嶼布設(shè)的輪廓環(huán)，很難明晰多層級(jí)的幾何信息。自動(dòng)辨識(shí)特有的識(shí)別方式，根據(jù)環(huán)的方位特性，自動(dòng)判別細(xì)分出來的加工區(qū)域，創(chuàng)設(shè)了一次加工，便利了接續(xù)的操作。環(huán)切加工之中，等距離特性的多個(gè)環(huán)，應(yīng)能順暢過渡。只有這樣，刀具布設(shè)的軌跡，才會(huì)帶有適宜性。擬定好的某一區(qū)域，只包含預(yù)設(shè)的一次進(jìn)刀。這就提升原有的加工速度，提升刀軌生成原有的質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：多型腔零件；加工區(qū)域；自動(dòng)識(shí)別；刀軌生成

型腔加工特有的進(jìn)程中，交互定義范疇內(nèi)的型腔、對(duì)應(yīng)著的島嶼，都潛藏著某些弊病。為化解這一疑難，創(chuàng)設(shè)了加工區(qū)段特有的自動(dòng)辨識(shí)。擬定環(huán)關(guān)系這樣的精準(zhǔn)矩陣，通過矩陣查驗(yàn)，建構(gòu)了輪廓范疇的環(huán)形樹。獲取了這種樹形，就可以明晰節(jié)點(diǎn)深度，以便辨識(shí)復(fù)雜架構(gòu)下的型腔。刀軌生成特有的自動(dòng)路徑，不用用戶參與，縮減了耗費(fèi)掉的加工負(fù)擔(dān)，規(guī)避了加工差錯(cuò)。加工零件特有的實(shí)踐表征著，自動(dòng)識(shí)別依托的新穎技術(shù)，簡(jiǎn)化數(shù)控編程，提升編程之中的精準(zhǔn)性。

1.概要算法的描繪

多型腔特性的配件加工，采納分層切削。根據(jù)設(shè)定好的層級(jí)深度，采納垂直架構(gòu)下的刀軌平面，截取精準(zhǔn)的型腔。在各個(gè)層級(jí)以內(nèi)，細(xì)化規(guī)劃這樣的刀軌。每一層級(jí)以內(nèi)的加工區(qū)段，慣常采納環(huán)切，或者是橫切，妥善予以填充。具體而言，先要截取預(yù)設(shè)的某一平面，與設(shè)定好的模型交織，運(yùn)算得來原初的輪廓環(huán)[1]。在這以后，創(chuàng)設(shè)加工區(qū)域、慣用的軌跡元素，并銜接設(shè)定好的軌跡元素。由此可知，加工區(qū)段的辨識(shí)，是接續(xù)步驟的基礎(chǔ)，它直接關(guān)涉后續(xù)時(shí)段的加工順暢。

型腔模型布設(shè)好的軌跡生成，通常采納網(wǎng)格特性的精準(zhǔn)模型。截取多重的交織線，建構(gòu)初始時(shí)段的輪廓集合。按照環(huán)固有的嵌套關(guān)聯(lián)，把設(shè)定出來的初始環(huán)組，編織成某一環(huán)樹。根據(jù)環(huán)形范疇內(nèi)的節(jié)點(diǎn)，在樹形特有的深度范圍，確認(rèn)擬定好的去除區(qū)段。對(duì)于描繪好的去除區(qū)段，設(shè)置明晰的邊界。這樣做，就獲取了明晰的加工區(qū)域。

輪廓環(huán)樹特有的建構(gòu)步驟，是自動(dòng)識(shí)別之中的疑難點(diǎn)。這是因?yàn)椋跗诿璁嫼玫妮喞h(huán)，采納的是特有的幾何角度；環(huán)之間并不帶有明晰的關(guān)聯(lián)。為創(chuàng)設(shè)這類關(guān)聯(lián)，先要建構(gòu)環(huán)關(guān)系特有的矩陣。這之后，才可把設(shè)定好的這類矩陣，變成表征著環(huán)親屬特性的表格，以便設(shè)定精準(zhǔn)特性的輪廓樹。

2.刀軌生成路徑

對(duì)稱架構(gòu)下的多型腔配件，采納框取方式，得到明晰的型腔輪廓，把它存留在擬定好的實(shí)體列表以內(nèi)。對(duì)于建構(gòu)的列表，明確予以排序，辨識(shí)它是否被設(shè)定成封閉環(huán)形。若型腔涵蓋著島嶼，那么重復(fù)預(yù)設(shè)這一流程。這樣做，能夠得來閉合環(huán)形的多重實(shí)體。通過矢量判斷，辨識(shí)型腔固有的外環(huán)、對(duì)應(yīng)著的島嶼內(nèi)環(huán)。對(duì)于密閉架構(gòu)內(nèi)的環(huán)形，予以等距操作，添加適宜情形下的進(jìn)退刀軌[2]。這就通過預(yù)設(shè)的刀軌生成，獲取完備的、明晰的加工軌跡。

擬定出來的刀軌列表，涵蓋著刀具平移。這樣的平移，是安全狀態(tài)之下的平移。刀具固有的起點(diǎn)端點(diǎn)、下刀點(diǎn)固有的邊緣，關(guān)聯(lián)著抬刀這樣的刀具起點(diǎn)。抬刀及對(duì)應(yīng)著的下刀，都會(huì)在固定著的配件之中，留下圓弧特性的過渡邊。這樣的刀軌，就是列表架構(gòu)以內(nèi)的首尾兩條。把首尾布設(shè)的兩條刀軌，從原初的列表以內(nèi)移走。這樣做，就獲取了初始時(shí)段的刀軌起點(diǎn)、過渡特性的圓弧半徑。這些線條端點(diǎn)，用于銜接刀軌、后續(xù)的刀軌插補(bǔ)。

3.辨識(shí)各個(gè)區(qū)段

按照二維特有的零件造型、型腔及島嶼特有的內(nèi)在關(guān)聯(lián)，能夠辨識(shí)細(xì)化的加工區(qū)段。表征環(huán)形位置特有的樹狀架構(gòu)以內(nèi)，樹根之上的環(huán)形、細(xì)化的兄弟環(huán)，都被設(shè)定成型腔范疇的外環(huán)，也即輪廓環(huán)。那么外環(huán)附帶著的子環(huán)，應(yīng)被設(shè)定成內(nèi)環(huán)。

二維平面以內(nèi)的型腔區(qū)段，密切關(guān)聯(lián)著環(huán)形特有的相對(duì)方位、樹狀這樣的架構(gòu)。奇數(shù)層級(jí)以內(nèi)的任何環(huán)、對(duì)應(yīng)著的子環(huán)，共同建構(gòu)了某一范疇的型腔區(qū)域。在這之中，采納特有的loop，來表征型腔輪廓；附帶著的其他型腔，包含島嶼輪廓。

4.生成明晰的刀軌

二維框架之內(nèi)的型腔零件，采納平底刀予以切削。這種步驟之中，不用判別表層范疇的殘存高度、等距這樣的數(shù)值、表層范疇的粗糙狀態(tài)。型腔輪廓特有的內(nèi)側(cè)等距環(huán)、島嶼特有的外側(cè)等距環(huán)，凸顯彼此交織的傾向。同個(gè)型腔之中，可能涵蓋著并不連通的、多重的切削區(qū)段。從某一區(qū)段，過渡至預(yù)設(shè)的另一區(qū)段，應(yīng)把刀軌移動(dòng)直至安全平面。在這以后，再妥善挪動(dòng)至給出來的另外區(qū)段。設(shè)定好的同一區(qū)域，等距環(huán)彼此的這類過渡，應(yīng)能規(guī)避彼此干涉。與此同時(shí)，還應(yīng)考量最優(yōu)路徑下的走刀方式，縮減刀軌路徑原有的距離。

通常來看，鄰近的等距環(huán)，采納預(yù)設(shè)的過渡方式：在設(shè)定好的兩個(gè)環(huán)以內(nèi)，尋找固定頂點(diǎn)；篩選出來的兩個(gè)頂點(diǎn)，采納直線過渡。若發(fā)覺了過切狀態(tài)，則變更篩選的頂點(diǎn)。若沒能找出明晰的過切頂點(diǎn)，則采納搭配著的其他方式，妥善予以過渡。把刀軌抬起，并移動(dòng)直至布設(shè)好的安全平面，然后予以進(jìn)刀。這樣做，刀軌就落在設(shè)定好的加工區(qū)段，杜絕了誤差。

5.結(jié)語(yǔ)

多型腔特性的零配件，刀具軌跡依循的生成路徑，在慣用的處理之中，通常選出擬定好的一切區(qū)域，對(duì)于細(xì)分出來的多重型腔，分別予以處理。采納這種步驟，就會(huì)重復(fù)多次，縮減了自動(dòng)編程速率。多型腔特有的各類零件，依托自動(dòng)識(shí)別、刀軌生成這樣的新穎方式，可以規(guī)避接續(xù)的復(fù)雜運(yùn)算，創(chuàng)設(shè)最佳的切削流程，提高切削之中的自動(dòng)屬性。

參考文獻(xiàn)：

[1]謝叻，周來水，周儒榮.多型腔零件加工區(qū)域的自動(dòng)識(shí)別和刀軌生成[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2008（04）：66-71.

[2]安魯陵，衛(wèi)煒，周來水等.自由曲面型腔粗加工刀軌生成算法研究[J].南京航空航天大學(xué)學(xué)報(bào)，2010（06）：661-666.