計(jì)算裝置、物料加工模擬系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種物料加工模擬系統(tǒng)，應(yīng)用于計(jì)算裝置。該系統(tǒng)建立刀具的三維模型及物料的三維模型，對(duì)物料的三維模型進(jìn)行三角網(wǎng)格化，并從存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的CNC加工程序中依次提取加工路徑上所有路徑點(diǎn)的坐標(biāo)。之后，該系統(tǒng)從刀具的三維模型上讀取刀具的當(dāng)前位置點(diǎn)，并從加工路徑上讀取一個(gè)路徑點(diǎn)，根據(jù)該當(dāng)前位置點(diǎn)到該路徑點(diǎn)的距離及刀具的最大包圍盒計(jì)算刀具從當(dāng)前位置點(diǎn)移動(dòng)到該路徑點(diǎn)所形成的移動(dòng)路徑最大包圍盒，再根據(jù)物料的三維模型上的三角形與該移動(dòng)路徑最大包圍盒的相交關(guān)系對(duì)物料的三維模型進(jìn)行裁切，得到裁切后的物料的三維模型。本發(fā)明提供一種物料加工模擬方法。
【專利說明】計(jì)算裝置、物料加工模擬系統(tǒng)及方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種計(jì)算機(jī)輔助控制系統(tǒng)及方法，尤其是一種電腦數(shù)字控制 (computer numerical control, CNC)物料加工模擬系統(tǒng)及方法。

【背景技術(shù)】
[0002] CNC加工程序是文本文件的格式，不直觀，只有通過CNC加工實(shí)際的產(chǎn)品才能知道 最后的加工效果。如果CNC加工程序編寫得不是很好，加工效果可能不滿足要求，并且在產(chǎn) 品加工過程中刀具及CNC機(jī)臺(tái)可能會(huì)被損壞。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 鑒于以上內(nèi)容，有必要提供一種物料加工模擬系統(tǒng)及方法，可以令用戶在正式利 用CNC程序加工產(chǎn)品之前了解產(chǎn)品加工過程可能會(huì)發(fā)生的問題，及時(shí)對(duì)CNC加工程序進(jìn)行 調(diào)試。
[0004] 本發(fā)明提供一種計(jì)算裝置，該計(jì)算裝置包括存儲(chǔ)器及處理器。存儲(chǔ)器存儲(chǔ)計(jì)算機(jī) 程序化指令、刀具的三維輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)、物料的三維輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)及CNC加工程序。處 理器運(yùn)行所述計(jì)算機(jī)程序化指令，執(zhí)行以下操作：根據(jù)刀具及物料的三維輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù) 建立刀具的三維模型及物料的三維模型；對(duì)物料的三維模型進(jìn)行三角網(wǎng)格化；從CNC加工 程序中依次提取加工路徑上所有路徑點(diǎn)的坐標(biāo)；從刀具的三維模型上讀取刀具的當(dāng)前位置 點(diǎn)，并從加工路徑上讀取一個(gè)路徑點(diǎn)，根據(jù)該當(dāng)前位置點(diǎn)到該路徑點(diǎn)的距離及刀具的最大 包圍盒計(jì)算刀具從當(dāng)前位置點(diǎn)移動(dòng)到該路徑點(diǎn)所形成的移動(dòng)路徑最大包圍盒；及根據(jù)物料 的三維模型上的三角形與該移動(dòng)路徑最大包圍盒的相交關(guān)系對(duì)物料的三維模型進(jìn)行裁切， 得到裁切后的物料的三維模型。
[0005] 本發(fā)明提供一種物料加工模擬系統(tǒng)。該系統(tǒng)根據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的刀具及物料的三維 輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)建立刀具的三維模型及物料的三維模型，對(duì)物料的三維模型進(jìn)行三角網(wǎng)格 化，并從存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的CNC加工程序中依次提取加工路徑上所有路徑點(diǎn)的坐標(biāo)。之后，該系 統(tǒng)從刀具的三維模型上讀取刀具的當(dāng)前位置點(diǎn)，并從加工路徑上讀取一個(gè)路徑點(diǎn)，根據(jù)該 當(dāng)前位置點(diǎn)到該路徑點(diǎn)的距離及刀具的最大包圍盒計(jì)算刀具從當(dāng)前位置點(diǎn)移動(dòng)到該路徑 點(diǎn)所形成的移動(dòng)路徑最大包圍盒，再根據(jù)物料的三維模型上的三角形與該移動(dòng)路徑最大包 圍盒的相交關(guān)系對(duì)物料的三維模型進(jìn)行裁切，得到裁切后的物料的三維模型。
[0006] 本發(fā)明提供一種物料加工模擬方法。該方法根據(jù)存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的刀具及物料的三維 輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)建立刀具的三維模型及物料的三維模型，對(duì)物料的三維模型進(jìn)行三角網(wǎng)格 化，并從存儲(chǔ)器存儲(chǔ)的CNC加工程序中依次提取加工路徑上所有路徑點(diǎn)的坐標(biāo)。之后，該方 法從刀具的三維模型上讀取刀具的當(dāng)前位置點(diǎn)，并從加工路徑上讀取一個(gè)路徑點(diǎn)，根據(jù)該 當(dāng)前位置點(diǎn)到該路徑點(diǎn)的距離及刀具的最大包圍盒計(jì)算刀具從當(dāng)前位置點(diǎn)移動(dòng)到該路徑 點(diǎn)所形成的移動(dòng)路徑最大包圍盒，再根據(jù)物料的三維模型上的三角形與該移動(dòng)路徑最大包 圍盒的相交關(guān)系對(duì)物料的三維模型進(jìn)行裁切，得到裁切后的物料的三維模型。
[0007] 相較于現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明提供的物料加工模擬系統(tǒng)及方法，可以根據(jù)CNC加工程 序模擬刀具裁切物料得到加工產(chǎn)品的過程，使得用戶在正式利用CNC程序加工產(chǎn)品之前根 據(jù)模擬過程直觀地了解產(chǎn)品加工過程可能會(huì)發(fā)生的問題，及時(shí)對(duì)CNC加工程序進(jìn)行調(diào)試。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0008] 圖1是本發(fā)明物料加工模擬系統(tǒng)較佳實(shí)施例的應(yīng)用環(huán)境圖。
[0009] 圖2是本發(fā)明物料加工模擬方法較佳實(shí)施例的流程圖。
[0010] 圖3是本發(fā)明物料加工模擬系統(tǒng)從一個(gè)CNC加工程序中擷取的路徑點(diǎn)坐標(biāo)所組成 的加工路徑的不意圖。
[0011] 圖4A是刀具從當(dāng)前位置點(diǎn)Pl移動(dòng)到圖3所示的加工路徑上的一個(gè)路徑點(diǎn)P2的 二維示意圖。
[0012] 圖4B是刀具從圖4A中的當(dāng)前位置點(diǎn)Pl移動(dòng)到路徑點(diǎn)P2所形成的移動(dòng)路徑最大 包圍盒Rl的二維示意圖。
[0013] 圖5A是刀具的最大包圍盒的三維示意圖。
[0014] 圖5B是刀具從圖4A中的當(dāng)前位置點(diǎn)Pl移動(dòng)到路徑點(diǎn)P2所形成的移動(dòng)路徑最大 包圍盒Rl的三維示意圖。
[0015] 圖6是刀具所形成的移動(dòng)路徑最大包圍盒Rl與三角網(wǎng)格化后的物料相交的示意 圖。
[0016] 圖7是以移動(dòng)路徑最大包圍盒Rl與物料上的二角形的相受關(guān)系不意說明刀具裁 切物料的過程。
[0017] 主要元件符號(hào)說明
[0018]

【權(quán)利要求】
1. 一種物料加工模擬方法，應(yīng)用于計(jì)算裝置，其特征在于，該方法包括： 模型建立步驟；從存儲(chǔ)器讀取刀具的H維輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)及物料的H維輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù) 據(jù)，根據(jù)刀具的H維輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)建立刀具的H維模型，及根據(jù)物料的H維輪廓點(diǎn)坐標(biāo) 數(shù)據(jù)建立物料的H維模型； 模型處理步驟：對(duì)物料的H維模型進(jìn)行H角網(wǎng)格化； 加工路徑點(diǎn)提取步驟；從存儲(chǔ)器讀取CNC加工程序，從CNC加工程序中依次提取加工路 徑上所有路徑點(diǎn)的坐標(biāo)； 包圍盒計(jì)算步驟：從刀具的H維模型上讀取刀具的當(dāng)前位置點(diǎn)，并從加工路徑上讀取 一個(gè)路徑點(diǎn)，根據(jù)該當(dāng)前位置點(diǎn)到該路徑點(diǎn)的距離及刀具的最大包圍盒計(jì)算刀具從當(dāng)前位 置點(diǎn)移動(dòng)到該路徑點(diǎn)所形成的移動(dòng)路徑最大包圍盒； 第一判斷步驟：判斷物料的H維模型與該移動(dòng)路徑最大包圍盒是否相交，若相交則執(zhí) 行加工模擬步驟，若不相交則直接執(zhí)行第二判斷步驟； 加工模擬步驟：根據(jù)物料的H維模型上的H角形與該移動(dòng)路徑最大包圍盒的相交關(guān)系 對(duì)物料的H維模型進(jìn)行裁切，得到裁切后的物料的H維模型；及 第二判斷步驟：判斷該路徑點(diǎn)是否為加工路徑上的最后一個(gè)路徑點(diǎn)，若不是加工路徑 上的最后一個(gè)路徑點(diǎn)，則W刀具當(dāng)前到達(dá)的路徑點(diǎn)為刀具的當(dāng)前位置點(diǎn)，并返回所述包圍 盒計(jì)算步驟，繼續(xù)模擬刀具對(duì)物料的H維模型的裁切，直到刀具到達(dá)加工路徑上的最后一 個(gè)路徑點(diǎn)。
2. 如權(quán)利要求1所述的物料加工模擬方法，其特征在于，所述加工模擬步驟還包括：根 據(jù)刀具的當(dāng)前位置點(diǎn)、從加工路徑上讀取的路徑點(diǎn)及所述移動(dòng)路徑最大包圍盒繪制刀具的 運(yùn)動(dòng)路徑。
3. 如權(quán)利要求1所述的物料加工模擬方法，其特征在于，所述相交關(guān)系包括；H角形 完全落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之內(nèi)；H角形完全落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之外；W及 H角形的一部分落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之內(nèi)、另一部分落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之 外。
4. 如權(quán)利要求3所述的物料加工模擬方法，其特征在于，所述裁切包括；刪除物料的H 維模型上的完全落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之內(nèi)的所有H角形；保留物料的H維模型上的 完全落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之外的所有H角形；及若一個(gè)H角形一部分落入該移動(dòng)路 徑最大包圍盒之內(nèi)、另一部分落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之外，則刪除該H角形落入該移 動(dòng)路徑最大包圍盒之內(nèi)的部分、保留該H角形落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之外的部分。
5. -種物料加工模擬系統(tǒng)，應(yīng)用于計(jì)算裝置，其特征在于，該系統(tǒng)包括： 模型建立模塊，用于從存儲(chǔ)器讀取刀具的H維輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)及物料的H維輪廓點(diǎn)坐 標(biāo)數(shù)據(jù)，根據(jù)刀具的H維輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)建立刀具的H維模型，及根據(jù)物料的H維輪廓點(diǎn) 坐標(biāo)數(shù)據(jù)建立物料的H維模型； 模型處理模塊，用于對(duì)物料的H維模型進(jìn)行H角網(wǎng)格化； 加工路徑點(diǎn)提取模塊，用于從存儲(chǔ)器讀取CNC加工程序，從CNC加工程序中依次提取加 工路徑上所有路徑點(diǎn)的坐標(biāo)； 包圍盒計(jì)算模塊，用于從刀具的H維模型上讀取刀具的當(dāng)前位置點(diǎn)，并從加工路徑上 讀取一個(gè)路徑點(diǎn)，根據(jù)該當(dāng)前位置點(diǎn)到該路徑點(diǎn)的距離及刀具的最大包圍盒計(jì)算刀具從當(dāng) 前位置點(diǎn)移動(dòng)到該路徑點(diǎn)所形成的移動(dòng)路徑最大包圍盒； 第一判斷模塊，用于判斷物料的H維模型與該移動(dòng)路徑最大包圍盒R1是否相交，若相 交則執(zhí)行加工模擬步驟，若不相交則直接執(zhí)行第二判斷步驟； 加工模擬模塊，用于根據(jù)物料的H維模型上的H角形與該移動(dòng)路徑最大包圍盒的相交 關(guān)系對(duì)物料的H維模型進(jìn)行裁切，得到裁切后的物料的H維模型；及 第二判斷模塊，用于判斷該路徑點(diǎn)是否為加工路徑上的最后一個(gè)路徑點(diǎn)，若不是加工 路徑上的最后一個(gè)路徑點(diǎn)，則W刀具當(dāng)前到達(dá)的路徑點(diǎn)為刀具的當(dāng)前位置點(diǎn)，繼續(xù)執(zhí)行所 述包圍盒計(jì)算模塊、第一判斷模塊及加工模擬模塊模擬刀具對(duì)物料的H維模型的裁切，直 到刀具到達(dá)加工路徑上的最后一個(gè)路徑點(diǎn)。
6. 如權(quán)利要求5所述的物料加工模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述加工模擬模塊還用于：根 據(jù)刀具的當(dāng)前位置點(diǎn)、從加工路徑上讀取的路徑點(diǎn)及所述移動(dòng)路徑最大包圍盒繪制刀具的 運(yùn)動(dòng)路徑。
7. 如權(quán)利要求5所述的物料加工模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述相交關(guān)系包括；H角形 完全落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之內(nèi)；H角形完全落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之外；W及 H角形的一部分落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之內(nèi)、另一部分落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之 外。
8. 如權(quán)利要求7所述的物料加工模擬系統(tǒng)，其特征在于，所述裁切包括；刪除物料的H 維模型上的完全落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之內(nèi)的所有H角形；保留物料的H維模型上的 完全落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之外的所有H角形；及若一個(gè)H角形一部分落入該移動(dòng)路 徑最大包圍盒之內(nèi)、另一部分落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之外，則刪除該H角形落入該移 動(dòng)路徑最大包圍盒之內(nèi)的部分、保留該H角形落入該移動(dòng)路徑最大包圍盒之外的部分。
9. 一種計(jì)算裝置，其特征在于，該計(jì)算裝置包括： 存儲(chǔ)器，用于存儲(chǔ)計(jì)算機(jī)程序化指令、刀具的H維輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)、物料的H維輪廓點(diǎn) 坐標(biāo)數(shù)據(jù)及CNC加工程序；及 處理器，該處理器運(yùn)行所述計(jì)算機(jī)程序化指令，執(zhí)行W下步驟： 模型建立步驟：從存儲(chǔ)器讀取刀具的H維輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)及物料的H維輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù) 據(jù)，根據(jù)刀具的H維輪廓點(diǎn)坐標(biāo)數(shù)據(jù)建立刀具的H維模型，及根據(jù)物料的H維輪廓點(diǎn)坐標(biāo) 數(shù)據(jù)建立物料的H維模型； 模型處理步驟：對(duì)物料的H維模型進(jìn)行H角網(wǎng)格化； 加工路徑點(diǎn)提取步驟；從存儲(chǔ)器讀取CNC加工程序，從CNC加工程序中依次提取加工路 徑上所有路徑點(diǎn)的坐標(biāo)； 包圍盒計(jì)算步驟：從刀具的H維模型上讀取刀具的當(dāng)前位置點(diǎn)，并從加工路徑上讀取 一個(gè)路徑點(diǎn)，根據(jù)該當(dāng)前位置點(diǎn)到該路徑點(diǎn)的距離及刀具的最大包圍盒計(jì)算刀具從當(dāng)前位 置點(diǎn)移動(dòng)到該路徑點(diǎn)所形成的移動(dòng)路徑最大包圍盒； 第一判斷步驟：判斷物料的H維模型與該移動(dòng)路徑最大包圍盒是否相交，若相交則執(zhí) 行加工模擬步驟，若不相交則直接執(zhí)行第二判斷步驟； 加工模擬步驟：根據(jù)物料的H維模型上的H角形與該移動(dòng)路徑最大包圍盒的相交關(guān)系 對(duì)物料的H維模型進(jìn)行裁切，得到裁切后的物料的H維模型；及 第二判斷步驟：判斷該路徑點(diǎn)是否為加工路徑上的最后一個(gè)路徑點(diǎn)，若不是加工路徑 上的最后一個(gè)路徑點(diǎn)，則w刀具當(dāng)前到達(dá)的路徑點(diǎn)為刀具的當(dāng)前位置點(diǎn)、返回所述包圍盒 計(jì)算步驟，繼續(xù)模擬刀具對(duì)物料的H維模型的裁切，直到刀具到達(dá)加工路徑上的最后一個(gè) 路徑點(diǎn)。
10.如權(quán)利要求9所述的計(jì)算裝置，其特征在于，所述加工模擬步驟還包括：根據(jù)刀具 的當(dāng)前位置點(diǎn)、從加工路徑上讀取的路徑點(diǎn)及所述移動(dòng)路徑最大包圍盒繪制刀具的運(yùn)動(dòng)路 徑。
【文檔編號(hào)】G05B19/4069GK104345691SQ201310320169
【公開日】2015年2月11日 申請(qǐng)日期:2013年7月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年7月26日
【發(fā)明者】張旨光, 吳新元, 謝鵬 申請(qǐng)人:鴻富錦精密工業(yè)（深圳）有限公司, 鴻海精密工業(yè)股份有限公司