刀具路径生成算法.doc

刀具路径生成算法 刀具路径生成算法是计算机辅助制造（Computer-Aided Manufacturing，CAM）领域中的一种重要算法，该算法的主要目的是生成刀具在工件上的运动路径，以便实现高效、精准的加工工序。 粗加工刀具路径生成算法是刀具路径生成算法的一种，它主要应用于粗加工过程中。粗加工是指在工件上进行初步加工的过程，目的是将工件的原始形状转换为近似于最终形状的状态。在粗加工过程中，刀具路径的生成是非常重要的，因为它直接影响着加工的效率和精度。 粗加工刀具路径生成算法可以分为两类：等距切削分层切削和单元切削截面线法插铣加工。等距切削分层切削是指将工件分层切削，刀具按照一定的间距进行切削，以实现工件的初步加工。单元切削截面线法插铣加工是指将工件分割成多个小单元，然后对每个单元进行切削和加工。 在粗加工算法中要解决的主要问题包括切削边界提取和边界偏置形成刀具路径等。切削边界提取是指从工件的几何模型中提取切削边界，以便确定刀具的运动路径。边界偏置形成刀具路径是指根据切削边界生成刀具路径，以确保刀具的运动路径不会与工件的边界相交。 构型空间（Configuration Space，C-Space）是刀具路径生成算法中的一个重要概念。它是指将物体中心放在障碍物的边缘，通过 Minkowski sum 后，物体可作为点来处理。这种方法可以有效地避免刀具与工件的碰撞，提高加工的安全性。 G-buffer 方法是刀具路径生成算法中的一种常用方法。G-buffer 模型是指被加工零件的 Configuration Space 模型，也是 CLSurface。构造 G-buffer 模型的步骤包括：在工件上方构造一网格平面，网格交点为点集{Pij}；将刀具放在网格平面中的网格点 P(i, j)上；刀具向下移动〔投影〕直到触碰到工件停顿，记录该网格点 P(i, j)对应的 Z坐标值 Zij；重复上述步骤，直到得到所有网格点的 Z 坐标值。所有网格点的 Z 值构成了工件的 G-buffer 模型。 G-buffer 模型与 Z-buffer 模型的区别在于，G-buffer 模型考虑了工件的几何模型和刀具的运动路径，而 Z-buffer 模型只考虑了工件的几何模型。因此，G-buffer 模型可以更好地模拟刀具的运动路径，提高加工的效率和精度。 刀具路径生成算法是计算机辅助制造领域中的一种重要算法，它可以生成刀具在工件上的运动路径，以便实现高效、精准的加工工序。粗加工刀具路径生成算法是刀具路径生成算法的一种，它主要应用于粗加工过程中。G-buffer 方法是刀具路径生成算法中的一种常用方法，可以生成工件的 G-buffer 模型，以便模拟刀具的运动路径。