多型腔零件加工區域的自動識別和刀軌生成研究

勾成

摘要：多型腔配件特有的加工實踐，包含二維架構下的平面區段。多型腔這樣的配件，擬定好的型腔區域，可被自動辨識。然而，單獨依憑型腔固有的輪廓特性、島嶼布設的輪廓環，很難明晰多層級的幾何信息。自動辨識特有的識別方式，根據環的方位特性，自動判別細分出來的加工區域，創設了一次加工，便利了接續的操作。環切加工之中，等距離特性的多個環，應能順暢過渡。只有這樣，刀具布設的軌跡，才會帶有適宜性。擬定好的某一區域，只包含預設的一次進刀。這就提升原有的加工速度，提升刀軌生成原有的質量。

關鍵詞：多型腔零件；加工區域；自動識別；刀軌生成

型腔加工特有的進程中，交互定義范疇內的型腔、對應著的島嶼，都潛藏著某些弊病。為化解這一疑難，創設了加工區段特有的自動辨識。擬定環關系這樣的精準矩陣，通過矩陣查驗，建構了輪廓范疇的環形樹。獲取了這種樹形，就可以明晰節點深度，以便辨識復雜架構下的型腔。刀軌生成特有的自動路徑，不用用戶參與，縮減了耗費掉的加工負擔，規避了加工差錯。加工零件特有的實踐表征著，自動識別依托的新穎技術，簡化數控編程，提升編程之中的精準性。

1.概要算法的描繪

多型腔特性的配件加工，采納分層切削。根據設定好的層級深度，采納垂直架構下的刀軌平面，截取精準的型腔。在各個層級以內，細化規劃這樣的刀軌。每一層級以內的加工區段，慣常采納環切，或者是橫切，妥善予以填充。具體而言，先要截取預設的某一平面，與設定好的模型交織，運算得來原初的輪廓環[1]。在這以后，創設加工區域、慣用的軌跡元素，并銜接設定好的軌跡元素。由此可知，加工區段的辨識，是接續步驟的基礎，它直接關涉后續時段的加工順暢。

型腔模型布設好的軌跡生成，通常采納網格特性的精準模型。截取多重的交織線，建構初始時段的輪廓集合。按照環固有的嵌套關聯，把設定出來的初始環組，編織成某一環樹。根據環形范疇內的節點，在樹形特有的深度范圍，確認擬定好的去除區段。對于描繪好的去除區段，設置明晰的邊界。這樣做，就獲取了明晰的加工區域。

輪廓環樹特有的建構步驟，是自動識別之中的疑難點。這是因為，初期描畫好的輪廓環，采納的是特有的幾何角度；環之間并不帶有明晰的關聯。為創設這類關聯，先要建構環關系特有的矩陣。這之后，才可把設定好的這類矩陣，變成表征著環親屬特性的表格，以便設定精準特性的輪廓樹。

2.刀軌生成路徑

對稱架構下的多型腔配件，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體列表以內。對于建構的列表，明確予以排序，辨識它是否被設定成封閉環形。若型腔涵蓋著島嶼，那么重復預設這一流程。這樣做，能夠得來閉合環形的多重實體。通過矢量判斷，辨識型腔固有的外環、對應著的島嶼內環。對于密閉架構內的環形，予以等距操作，添加適宜情形下的進退刀軌[2]。這就通過預設的刀軌生成，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，是安全狀態之下的平移。刀具固有的起點端點、下刀點固有的邊緣，關聯著抬刀這樣的刀具起點。抬刀及對應著的下刀，都會在固定著的配件之中，留下圓弧特性的過渡邊。這樣的刀軌，就是列表架構以內的首尾兩條。把首尾布設的兩條刀軌，從原初的列表以內移走。這樣做，就獲取了初始時段的刀軌起點、過渡特性的圓弧半徑。這些線條端點，用于銜接刀軌、后續的刀軌插補。

3.辨識各個區段

按照二維特有的零件造型、型腔及島嶼特有的內在關聯，能夠辨識細化的加工區段。表征環形位置特有的樹狀架構以內，樹根之上的環形、細化的兄弟環，都被設定成型腔范疇的外環，也即輪廓環。那么外環附帶著的子環，應被設定成內環。

二維平面以內的型腔區段，密切關聯著環形特有的相對方位、樹狀這樣的架構。奇數層級以內的任何環、對應著的子環，共同建構了某一范疇的型腔區域。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、等距這樣的數值、表層范疇的粗糙狀態。型腔輪廓特有的內側等距環、島嶼特有的外側等距環，凸顯彼此交織的傾向。同個型腔之中，可能涵蓋著并不連通的、多重的切削區段。從某一區段，過渡至預設的另一區段，應把刀軌移動直至安全平面。在這以后，再妥善挪動至給出來的另外區段。設定好的同一區域，等距環彼此的這類過渡，應能規避彼此干涉。與此同時，還應考量最優路徑下的走刀方式，縮減刀軌路徑原有的距離。

通常來看，鄰近的等距環，采納預設的過渡方式：在設定好的兩個環以內，尋找固定頂點；篩選出來的兩個頂點，采納直線過渡。若發覺了過切狀態，則變更篩選的頂點。若沒能找出明晰的過切頂點，則采納搭配著的其他方式，妥善予以過渡。把刀軌抬起，并移動直至布設好的安全平面，然后予以進刀。這樣做，刀軌就落在設定好的加工區段，杜絕了誤差。

5.結語

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域，對于細分出來的多重型腔，分別予以處理。采納這種步驟，就會重復多次，縮減了自動編程速率。多型腔特有的各類零件，依托自動識別、刀軌生成這樣的新穎方式，可以規避接續的復雜運算，創設最佳的切削流程，提高切削之中的自動屬性。

參考文獻：

[1]謝叻，周來水，周儒榮.多型腔零件加工區域的自動識別和刀軌生成[J].南京航空航天大學學報，2008（04）：66-71.

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