[发明专利]一种可展曲面上填充轨迹规划的方法及其应用

摘要

本发明属于电弧増材制造领域，并公开了一种可展曲面上填充轨迹规划的方法及其应用。该方法包括下列步骤：对于表面有切片轮廓的可展曲面，将可展曲面按照展开线展开为展开平面，在展开平面中规划切片轮廓的填充轨迹，将填充轨迹逆映射至可展曲面中，以此获得可展曲面中的填充轨迹，当展开线与切片轮廓相交时，将可展曲面旋转后再展开为平面，在获得旋转后的可展曲面中的填充轨迹后，再将可展曲面反方向旋转，即获得所需可展曲面的填充轨迹。本发明该方法在复杂结构在电弧増材制造中的应用。通过本发明，降低废品率，降低在可展曲面上直接规划填充轨迹的难度，提高加工精度和加工效率。

主权项

1.一种可展曲面上填充轨迹规划的方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：(a)对于表面有切片轮廓的可展曲面，以该可展曲面的顶点作为原点O，中心线方向为Z轴方向建立三维坐标系，构建所述可展曲面的曲面方程，任选取一条所述可展曲面的母线OB作为展开线，判断该展开线是否与所述可展曲面上的切片轮廓相交，当不相交时，依次进行(b)，(c)和(d)，由此实现所述可展曲面上填充轨迹的规划；当相交时，将所述可展曲面绕起中心线旋转角度α使得所述切片轮廓与所述展开线不相交，然后依次进行步骤(b)，(c)和(d)，将所述可展曲面绕起中心线旋转角度‑α，即获得所述可展曲面上的填充轨迹；其中，所述步骤(b)，(c)和(d)具体如下：(b)按照所述展开线将所述可展曲面展开获得展开平面，其中，所述展开平面的顶点在所述原点处，所述展开线关于Z轴对称的线OA落在所述三维坐标系的X轴方向；(c)构建所述可展曲面上的点P₀(x₀，y₀，z₀)与所述展开平面上的点P(x，y)的映射关系(一)，根据该映射关系(一)和所述可展曲面的曲面方程计算获得所述展开平面的二维轮廓曲线以及其中的切片轮廓曲线，在该切片轮廓曲线中进行二维填充轨迹的规划；(d)根据所述映射关系(一)构建所述展开平面上的点到所述可展曲面的逆映射关系(二)，根据该逆映射关系(二)将所述二维填充轨迹映射至所述可展曲面上，以此获得所述可展曲面上切片轮廓的三维填充轨迹。