基于三角网格的多轴数控雕刻高效刀轨生成算法

"三角网格模型多轴数控雕刻刀轨生成算法 (2011年) - 江总大学，孙殿柱，崔传辉，李延瑞，康新才" 在数控雕刻领域，多轴控制提供了更为精细和复杂的加工能力。针对三角网格模型的多轴数控雕刻刀轨生成过程中存在的效率低下和刀轨干涉问题，本文提出的是一种创新的生成算法。该算法的核心是利用R*S树动态空间索引结构来高效地管理和组织三角面片的拓扑近邻关系，这有助于优化刀具路径规划。 首先，算法依据三角网格模型的表面特征来确定刀位驱动点，这一步骤至关重要，因为它决定了刀具将如何接触和加工工件表面。通过分析这些驱动点，算法可以确定每个点的瞬时加工区域，即刀具在特定时刻的工作范围。 接着，算法会检查刀具与瞬时加工区域内的各个三角面片之间的相切关系。根据不同的相切情况（面相切、边相切或顶点相切），算法能计算出无干涉的刀位点。这种无干涉刀位的计算确保了在雕刻过程中刀具不会与已经加工过的部分发生碰撞，从而避免了可能的损坏。 为了进一步提升刀轨的精度，算法还包含了对相邻刀位点间极限加工误差的检测。一旦检测到超出允许范围的误差，算法会运用二分插值法进行修正，确保刀轨的精度达到预设要求。这一过程使得生成的刀轨不仅无干涉，而且具有较高的精度。 实际应用表明，该算法能够成功生成复杂三角网格模型的多轴数控雕刻刀轨，显著提高了刀轨生成的精度和速度，有效地防止了干涉现象。这为三维复杂形状的精密雕刻提供了有力的技术支持，对于提高数控雕刻的工艺水平和产品质量具有重要意义。 关键词涉及到的关键技术包括三角网格模型的处理、数控雕刻刀轨生成、动态索引结构的应用、刀位点的精确计算以及二分插值法在精度控制中的应用。这一研究成果属于自然科学领域，特别是计算机科学和技术、机械工程的交叉部分，对于提升多轴数控雕刻系统的性能有着重要的理论和实践价值。 中图分类号将其归类于TP391.73，这通常代表计算机科学技术中的自动化技术与系统。文献标志码"A"表示该文章属于应用基础研究，具有较高的学术价值。文章发表于2011年的《江总大学》自然科学版，文章编号则对应该期刊的内部标识，便于引用和检索。