一种基于旅行商问题求解器的曲面精加工刀路生成方法

摘要

本发明公开了一种基于旅行商问题求解器的曲面精加工刀路生成方法，包括如下步骤：输入待加工曲面S(u,v)、球头刀半径r以及最大允许残高值h；沿曲面u、v两向各生成一组符合残高要求的等u、等v参数曲线，在两个方向上分别覆盖整张曲面；对两组等参数曲线两两求交，在曲面上得到一系列规则的刀触点网格；将得到的刀触点坐标输入旅行商问题求解器LKH中，得到刀触点的优化连接顺序；按该顺序依次连接刀触点，得到一条覆盖整张曲面的刀触轨迹；计算刀触轨迹上各刀触点对应的刀位点，输出刀位文件。用本发明方法生成的精加工刀具路径路径长度短，提刀次数少，能提高曲面精加工效率。

主权项

一种基于旅行商问题求解器的曲面精加工刀路生成方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1：输入待加工零件曲面S(u,v)、球头刀半径r以及最大允许残高误差h；步骤2：沿曲面u、v两个方向各生成一组符合残高要求的等u、等v参数曲线，在两个方向上分别覆盖整张曲面；步骤3：在参数域内对上述两组等u、等v参数曲线两两求交，并将交点映射到曲面上得到一系列规则的刀触点网格；步骤4：将上述刀触点坐标输入旅行商问题求解器中，得到刀触点的优化连接顺序；步骤5：按照步骤4得到的优化连接顺序依次连接刀触点，得到一条覆盖整张曲面的刀触轨迹；步骤6：计算刀触轨迹上各刀触点对应的刀位点，输出刀位文件；步骤2中，生成一组符合残高要求的等u参数曲线的具体方法是：步骤2‑1：取u＝0曲线为第1条等u参数线，且以该曲线为基线；步骤2‑2：在基线上均匀采集n个刀触样点，得到集合{C_i|i∈[1,n]}，C_i为第i个刀触样点，n为大于零的自然数；步骤2‑3：对集合中每个刀触样点C_i，记其对应的参数坐标为(u,v)_i，计算其侧向步长，并将侧向步长从欧式空间转化到参数空间，计算C_i在垂直进给方向上对应的C′_i的参数坐标(u′,v′)_i，得到集合{(u′,v′)_i|i∈[1,n]}；步骤2‑4：从得到的集合{(u′,v′)_i|i∈[1,n]}中选出u′的最小值，记为u′_min，以u＝u′_min为第2条等u参数线，且以该曲线为基线；步骤2‑5：跳至步骤2‑2直至整张曲面被覆盖，最终得到一组符合残高要求的等u参数曲线；步骤2中，生成一组符合残高要求的等v参数曲线的具体方法是：步骤2‑1′：取v＝0曲线为第1条等v参数线，且以该曲线为基线；步骤2‑2′：在基线上均匀采集n个刀触样点，得到集合{C_i|i∈[1,n]}，C_i为第i个刀触样点，n为大于零的自然数；步骤2‑3′：对集合中每个刀触样点C_i，记其对应的参数坐标为(u,v)_i，计算其侧向步长，并将侧向步长从欧式空间转化到参数空间，计算C_i在垂直进给方向上对应的C′_i的参数坐标(u′,v′)_i，得到集合{(u′,v′)_i|i∈[1,n]}；步骤2‑4′：从得到的集合{(u′,v′)_i|i∈[1,n]}中选出v′的最小值，记为v′_min，以v＝v′_min为第2条等v参数线，且以该曲线为基线；步骤2‑5′：跳至步骤2‑2′直至整张曲面被覆盖，最终得到一组符合残高要求的等v参数曲线。