CN106681277A - 一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法及装置 - Google Patents

一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法，包括：将数控弯管机划分为多个构型以及确定各构型之间的运动关系；针对每个构型，确定构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各计算面三角化；将构型与各包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象；将弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象；在弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将构型对应的第一对象与第二对象进行相交计算，判断第一对象与第二对象是否相交；若均为否，则确定弯管可用；若判断结果为是，则确定弯管加工工艺需要调整。可见，通过本发明弯管加工过程中碰撞干涉检测方法进一步提升计算效率。

Description

一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法及装置
技术领域
本发明涉及弯管加工技术领域，特别是涉及一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法及装置。
背景技术
数控弯管机在加工复杂管材时，需要先通过软件模拟加工过程，并检测在加工中以各个姿态出现的弯管是否与地面、模具以及机床发生碰撞干涉，从而优化弯管加工工艺。
随着工业的发展，大量各式弯管广泛应用于汽车、船舶、航空、航天等机械制造相关领域，数控弯管机是自动化生产弯管的机器，对于复杂形状的弯管生成尤其重要，数控弯管机包含机身、挡板、送料机构、机头、弯曲部件、辅推部件、夹具和模具等几十种子部件，它们之间相互关联，在弯管加工中按照关联关系运动。复杂形状的弯管在加工过程中会呈现出各种姿态，其和地面、模具以及机床各个构件之间存在很大可能的碰撞干涉，直接决定着该加工工艺的可行性，因此对弯管加工过程进行仿真模拟以及碰撞干涉检测是十分必要的。弯管过程仿真软件可以根据不同的机型型号和模型，建立弯管机床模型库，通过对弯管加工过程的模拟和动画播放，将其直观的展示出来，优化复杂弯管的加工工艺。弯管干涉碰撞检测是弯管过程仿真软件最重要的组成部分，其计算效率和准确性直接决定软件的性能。
目前通用的碰撞检测方法如下：AABBTree(Axis-Aligned Bounnding Box，轴对齐矩形边界框)法为主的包围盒检测方法，将两个待测形状分别求包围盒，如果包围盒发生碰撞，再分别将两个待测形状通过三角化方法实现离散，将得到的三角形放置在AABBTree中，进行求解，如LSS(Linearly Swept Sphere)方法等。但由于弯管加工过程中，弯管机的各个部件运动状态复杂，弯管的形状也在时时变化，使得通用的碰撞检测方法效率较低、可靠性差，无法满足使用要求。
发明内容
本发明提供了一种弯管加工过程中碰撞干射检测方法及装置，以解决现有技术中对弯管加工过程中碰撞检测方法效率较低，无法满足使用要求等问题。
为了解决上述问题，本发明公开了一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法，所述方法包括：将数控弯管机划分为多个构型以及确定各所述构型之间的运动关系；针对每个构型，确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面；将各所述计算面三角化；生成包含多个空间三角形的计算面；将所述构型与各所述包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象；将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象；按照预设弯管加工工艺进行弯管加工模拟；在所述弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交；针对各构型若判断结果均为否，则确定所述弯管加工工艺可用；若至少一个构型对应的判断结果为是，则确定所述弯管加工工艺需要调整。
优选地，所述确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面的步骤，包括：将所述构型中可能与弯管干涉的外表面从整个模型中抽取出，将提取各外表面作为计算面。
优选地，所述将各所述计算面三角化的步骤，包括：针对每个计算面，根据所述计算面的大小以及预设的空间三角形大小，将所述计算面离散成多个独立的空间三角形。
优选地，所述将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象的步骤包括：确定弯管已加工部分；获取所述弯管已加工部分的外表面；沿所述弯管外径分别取若干点，以各点为起点，沿所述弯管的中心线方向将所述外表面划分成多条曲线，生成第二对象，其中，所述第二对象包括直线段以及弧线。
优选地，针对各工艺步骤中的各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交的步骤包括：对于第一对象的相对位置在绝对坐标系发生改变时，生成位置的第一坐标变换矩阵，并求得逆矩阵；在绝对坐标系中，根据第二对象的实际位置变化，生成第二坐标变换矩阵；在绝对坐标系中保持第一对象位置不变，将所述逆矩阵与所述第二坐标变化矩阵相乘，计算得到第三矩阵，依据所述第三矩阵判断所述第一对象与所述第二对象是否相交。
优选地，所述依据所述第三矩阵判断所述第一对象与所述第二对象是否相交的步骤，包括：针对每个构型，生成第一对象对应的第一包围盒；依据所述第二对象生成第二包围盒，第二包围盒乘以第三矩阵；在弯管加工过程中，判断所述第二包围盒与各所述第一包围盒中的任一包围盒是否相交；若相交，则将所述第一对象包含的空间三角形与所述第二对象包含的线段乘以第三矩阵后，进行相交计算，若有任意一个三角形和线段相交，则第一对象和第二对象相交；若全部不相交，则确定所述构型对应的第一对象与所述第二对象不相交。
为了解决上述问题，本发明公开了一种弯管加工过程中碰撞干涉检测装置，包括：构型确定模块，用于将数控弯管机划分为多个构型以及确定各所述构型之间的运动关系；计算面生成模块，用于针对每个构型，确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面；三角化模块，用于将各所述计算面三角化；计算面生成模块，用于生成包含多个空间三角形的计算面；第一生成模块，用于将所述构型与各所述包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象；第二生成模块，用于将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象；模拟模块，用于按照预设弯管加工工艺进行弯管加工模拟；判断模块，用于在所述弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交；第一确定模块，用于针对各构型若判断结果均为否，则确定所述弯管加工工艺可用；第二确定模块，用于若至少一个构型对应的判断结果为是，则确定所述弯管加工工艺需要调整。
优选地，所述计算面生成模块具体用于：将所述构型中可能与弯管干涉的外表面从整个模型中抽取出，将提取各外表面作为计算面。
优选地，所述三角化模块具体用于：针对每个计算面，根据所述计算面的大小以及预设的空间三角形大小，将所述计算面离散成多个独立的空间三角形。
优选地，所述第二生成模块包括：弯管确定子模块，用于确定弯管已加工部分；外表面获取子模块，用于获取所述弯管已加工部分的外表面；曲线化子模块，用于沿所述弯管外径分别取若干点，以各点为起点，沿所述弯管的中心线方向将所述外表面划分成多条曲线，其中，所述曲线包括直线段以及弧线。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：
本发明实施例提供的一种弯管加工过程中碰撞干射检测方案，在弯管加工循环过程中，将可能会和弯管发生干涉的机床构型整理出来，只计算这些机床构型中各计算面和曲线化后的弯管在弯管加工过程中的干涉情况，大大提升了碰撞反射计算效率。将计算面三角化、将弯管曲线化，计算数据量小且计算结果准确性高可靠性强，由于计算量小相应的则计算耗时短，因此，能够进一步提升计算效率。
附图说明
图1是本发明实施例一的一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法的步骤流程图；
图2是本发明实施例中的弯管机构型架构图；
图3是本发明实施例二的一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法的步骤流程图；
图4是本发明实施例三的一种弯管加工过程中碰撞干涉检测装置的结构框图；
图5是本发明实施例四的一种弯管加工过程中碰撞干涉检测装置的结构框图；
图6为本发明实施例弯管曲线化之前的示意图；
图7为弯管曲线化后的示意图。
具体实施方式
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
实施例一
参照图1，示出了本发明实施例一的一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法的步骤流程图。
本发明实施例提供的弯管加工过程中碰撞干涉检测方法包括以下步骤：
步骤101：将数控弯管机划分为多个构型以及确定各构型之间的运动关系。
数控弯管机的几何造型由专门的CAD软件完成，形成通用的几何格式，如STP等。将数控弯管机几何模型按照部件的功能划分为如图2所示的构型。
在弯管加工过程中，构型是一个整体，其内部的几何体相对关系不变，构型之间存在着约束关系，具有联动性。构型具有移动或转动副，在弯管加工过程中按照本身的运动副运动，表1为各个构型的划分以及构型间运行关系的说明。
表1
步骤102：针对每个构型，确定构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面。
在弯管加工过程中，每个构型都有可能与弯管发生干涉的表面，如床身的外表面、机头(纵向移动)的外表面等，以及永远不可能发生干涉的表面，如床身的内表面等。计算面分配就是将每个构型中可能与弯管干涉的外表面从整个模型中抽取出来，替代构型的几何模型，成为弯管碰撞干涉的计算对象，提高计算效率。
步骤103：将各计算面三角化。
步骤104：生成包含多个空间三角形的计算面。
步骤105：将构型与各包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象。
根据计算面的大小，将计算面三角化离散成一个个独立的空间三角形，使计算面成为可以用简单数据描述的几何问题。将得到各个计算面的三角形按照构型分别存储。
步骤106：将弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象。
为了提高计算效率，弯管碰撞干涉检测时，弯管进行曲线化处理。
需要说明的是，相对于机床三角化，弯管的造型简单，其曲线化都是按照空间几何公式推理出来的，数据量大不，运算效率很高。
步骤107：按照预设弯管加工工艺进行弯管加工模拟。
步骤108：在弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将构型对应的第一对象与第二对象进行相交计算，判断第一对象与第二对象是否相交；若否，则执行步骤109，若是，则执行步骤110。
步骤109：针对各构型若判断结果均为否，则确定弯管加工工艺可用。
步骤110：若至少一个构型对应的判断结果为是，则确定弯管加工工艺需要调整。
弯管加工的一个循环主要分为送料、转角、检查模具、夹紧、顶紧、扳弯、退夹、退顶、再送料以及推弯等工艺步骤。实际的碰撞干涉检测中，每个动作只需要检测机床的一部分构件和弯管的碰撞干涉情况(实际步骤中，有些构件是不可能和弯管干涉的，如送料或再送料时，弯管不可能和地面或者送料构型发生干涉)。弯管加工循环每个动作中，有可能会和弯管发生干涉的机床构件整理出来，值计算这些机床构件和弯管的干涉情况，将大大提高整个计算的效率。
各构型将构型对应的第一对象与第二对象进行相交计算，判断第一对象与第二对象是否相交，依据判断结果判断第一对象与第二对象是否相交，从而判断弯管加工工艺是否可用。
需要说明的是，利用cgal-3D Fast Intersection方法对机床某一构型的三角形和弯管曲线线段进行相交计算，如果相交，计算完毕，返回当前发生碰撞，否则进行机床下一个构型和弯管的碰撞干涉计算，如果没有任一构型三角形和弯管曲线相交，则返回弯管不干涉，计算完毕，进入下一个动作即工艺步骤的碰撞计算。
本发明实施例提供的一种弯管加工过程中碰撞反射检测方法，在弯管加工循环过程中，将可能会和弯管发生干涉的机床构型整理出来，只计算这些机床构型中各计算面和曲线化后的弯管在弯管加工过程中的干涉情况，大大提升了碰撞反射计算效率。将计算面三角化、将弯管曲线化，计算数据量小且计算结果准确性高，由于计算量小相应的则计算耗时短，因此，能够进一步提升计算效率以计算结果的可靠性。
实施例二
参照图3，示出了本发明实施例二的一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法的步骤流程图。
本发明实施例提供的弯管加工过程中碰撞干涉检测方法包括以下步骤：
步骤201：将数控弯管机划分为多个构型以及确定各构型之间的运动关系。
数控弯管机的几何造型由专门的CAD软件完成，形成通用的几何格式，如STP等。将数控弯管机几何模型按照部件的功能划分为如图2所示的构型。
在弯管加工过程中，构型是一个整体，其内部的几何体相对关系不变，构型之间存在着约束关系，具有联动性。构型具有移动或转动副，在弯管加工过程中按照本身的运动副运动，表1中的第3至5列为对各个构型的运动说明。
步骤202：将构型中可能与弯管干涉的外表面从整个模型中抽取出，将提取各外表面作为计算面。
步骤203：针对每个计算面，根据计算面的大小以及预设的空间三角形大小，将计算面离散成多个独立的空间三角形。
在弯管加工过程中，每个构型都有可能与弯管发生干涉的表面，如床身的外表面、机头(纵向移动)的外表面等，以及永远不可能发生干涉的表面，如床身的内表面等。计算面分配就是将每个构型中可能与弯管干涉的外表面从整个模型中抽取出来，替代构型的几何模型，成为弯管碰撞干涉的计算对象，提高计算效率。
步骤204：生成包含多个空间三角形的计算面。
步骤205：将构型与各包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象。
根据计算面的大小，将计算面三角化离散成一个个独立的空间三角形，使计算面成为可以用简单数据描述的几何问题。将得到各个计算面的三角形按照构型分别存储。
步骤206：确定弯管已加工部分。
步骤207：获取弯管已加工部分的外表面。
步骤208：沿弯管外径分别取若干点，以各点为起点，沿弯管的中心线方向将外表面划分成多条曲线，生成第二对象，其中，第二对象包括直线段以及弧线。
如图6所示为未曲线化的弯管，图7为曲线化后的弯管。
为了提高计算效率，弯管碰撞干涉检测时，弯管进行曲线化处理。
需要说明的是，相对于机床三角化，弯管的造型简单，其曲线化都是按照空间几何公式推理出来的，数据量大不，运算效率很高。
步骤209：按照预设弯管加工工艺进行弯管加工模拟。
弯管加工的一个循环主要分为送料、转角、检查模具、夹紧、顶紧、扳弯、退夹、退顶、再送料以及推弯等步骤。实际的碰撞干涉检测中，每个动作只需要检测机床的一部分构件和弯管的碰撞干涉情况(实际步骤中，有些构件是不可能和弯管干涉的，如送料或再送料时，弯管不可能和地面或者送料构型发生干涉)。弯管加工循环每个动作中，有可能会和弯管发生干涉的机床构件整理出来，值计算这些机床构件和弯管的干涉情况，将大大提高整个计算的效率。
步骤210：对于第一对象的相对位置在绝对坐标系发生改变时，生成位置的第一坐标变换矩阵，并求得逆矩阵。
步骤211：在绝对坐标系中，根据第二对象的实际位置变化，生成第二坐标变化矩阵。
步骤212：在绝对在绝对坐标系中保持第一对象位置不变，将逆矩阵与第二坐标变化矩阵相乘，计算得到第三矩阵。
其中，第三矩阵为第二对象相对于第一对象的位置。
将当前状态下的弯管曲线线段S(线段数组)、当前状态下机床的各个构型在整体坐标系中的第一坐标变换矩阵即为{A1，A1…An}，(n为构件个数-1，机身挡板作为不动构件，位置没有变化)作为参数，判断当前的碰撞干涉情况。
取A1，A2…An即第一坐标变换矩阵的逆矩阵即为B1，B2…，Bn，取绝对坐标系下的弯管的坐标变换矩阵即第二坐标变化矩阵C1，C2…，Cn。将C1乘以B1，C2乘以B2，…，Cn乘以Bn，得到弯管曲线相对于机床各个构型的相对位置矩阵即第三矩阵S1，S2，…Sn。，再加上S本身(对应机身挡板)，确定了机床构件三角形之间的相对位置，相对机床构件三角形，弯管曲线线段相对数据量较小，进行坐标变换，计算时间较少，效率高。
步骤213：针对每个构型，生成第一对象对应的第一包围盒。
步骤214：依据第二对象生成第二包围盒，第二包围盒乘以第三矩阵。
步骤215：在弯管加工过程中，判断第二包围盒与各第一包围盒中的任一包围盒是否相交。
取得机床各构型与弯管已经加工部分的包围盒乘以第三矩阵后，判断是否有机床某个构型的包围盒和弯管已经加工部分包围盒相交，或者弯管已经加工部分包围盒完全包含在机床构型某个的包围盒里面，如果没有则当前弯管不干涉，计算完毕，进入下一个姿态的碰撞计算。
步骤216：若相交，则将第一对象包含的空间三角形与第二对象包含的线段乘以第三矩阵后，进行相交计算，若有任意一个三角形和线段相交，则第一对象和第二对象相交。
利用cgal-3D Fast Intersection方法对机床某一构型的三角形和弯管曲线线段进行相交计算，如果相交，计算完毕，返回当前发生碰撞，否则进行机床下一个构型和弯管的碰撞干涉计算，如果没有任一构型三角形和弯管曲线相交，则返回弯管不干涉，计算完毕，进入下一个姿态的碰撞计算。
步骤217：若全部不相交，则确定构型对应的第一对象与第二对象不相交。
其中步骤210至步骤217为确定一个构型对应的第一对象、第二对象是否相交的具体流程，在弯管加工工艺包含多个工艺步骤，并且每个工艺步骤中可能涉及对一个构型或者多个构型的分析，因此，在具体实现过程中，针对每个工艺步骤中涉及到的各构型均需执行步骤201至步骤217中所示的流程。
步骤218：针对各构型若判断结果均为否，则确定弯管加工工艺可用。
每个弯管加工工艺步骤中的、每个构型对于弯管的干涉情况的判断结果均为否时，则确定弯管加工工艺可用。若某一个工艺步骤中的、某一个构型对于弯管的干涉情况的判断结果为是时，则确定弯管加工工艺需要调整。
步骤219：若至少一个构型对应的判断结果为是，则确定弯管加工工艺需要调整。
本发明实施例提供的一种弯管加工过程中碰撞反射检测方法，在弯管加工循环过程中，将可能会和弯管发生干涉的机床构型整理出来，只计算这些机床构型中各计算面和曲线化后的弯管在弯管加工过程中的干涉情况，大大提升了碰撞反射计算效率。将计算面三角化、将弯管曲线化，计算数据量小且计算结果准确性高，由于计算量小相应的则计算耗时短，因此，能够进一步提升计算效率以计算结果的可靠性。
实施例三
参照图4，示出了本发明实施例三的一种弯管加工过程中碰撞干涉检测装置的结构框图。
本发明实施例提供的弯管加工过程中碰撞干涉检测装置包括：构型确定模块301，用于将数控弯管机划分为多个构型以及确定各所述构型之间的运动关系；计算面生成模块302，用于针对每个构型，确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面；三角化模块303，用于将各所述计算面三角化；计算面生成模块304，用于生成包含多个空间三角形的计算面；第一生成模块305，用于将所述构型与各所述包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象；第二生成模块306，用于将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象；模拟模块307，用于按照预设弯管加工工艺进行弯管加工模拟；判断模块308，用于在所述弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交；第一确定模块309，用于针对各构型若判断结果均为否，则确定所述弯管加工工艺可用；第二确定模块310，用于若至少一个构型对应的判断结果为是，则确定所述弯管加工工艺需要调整。
本发明实施例提供的一种弯管加工过程中碰撞反射检测装置，在弯管加工循环过程中，将可能会和弯管发生干涉的机床构型整理出来，只计算这些机床构型中各计算面和曲线化后的弯管在弯管加工过程中的干涉情况，大大提升了碰撞反射计算效率。将计算面三角化、将弯管曲线化，计算数据量小且计算结果准确性高，由于计算量小相应的则计算耗时短，因此，能够进一步提升计算效率以计算结果的可靠性。
实施例四
参照图5，示出了本发明实施例四的一种弯管加工过程中碰撞干涉检测装置的结构框图。
本发明实施例提供的弯管加工过程中碰撞干涉检测装置包括：构型确定模块401，用于将数控弯管机划分为多个构型以及确定各所述构型之间的运动关系；计算面生成模块402，用于针对每个构型，确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面；三角化模块403，用于将各所述计算面三角化；计算面生成模块404，用于生成包含多个空间三角形的计算面；第一生成模块405，用于将所述构型与各所述包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象；第二生成模块406，用于将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象；模拟模块407，用于按照预设弯管加工工艺进行弯管加工模拟；判断模块408，用于在所述弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交；第一确定模块409，用于针对各构型若判断结果均为否，则确定所述弯管加工工艺可用；第二确定模块410，用于若至少一个构型对应的判断结果为是，则确定所述弯管加工工艺需要调整。
优选地，所述计算面生成模块402具体用于：将所述构型中可能与弯管干涉的外表面从整个模型中抽取出，将提取各外表面作为计算面。
优选地，所述三角化模块403具体用于：针对每个计算面，根据所述计算面的大小以及预设的空间三角形大小，将所述计算面离散成多个独立的空间三角形。
优选地，所述第二生成模块406包括：弯管确定子模块4061，用于确定弯管已加工部分；外表面获取子模块4062，用于获取所述弯管已加工部分的外表面；曲线化子模块4063，用于沿所述弯管外径分别取若干点，以各点为起点，沿所述弯管的中心线方向将所述外表面划分成多条曲线，其中，所述曲线包括直线段以及弧线。
优选地，所述判断模块针对各工艺步骤中的各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交时，具体用于对于第一对象的相对位置在绝对坐标系发生改变时，生成位置的第一坐标变换矩阵，并求得逆矩阵；在绝对坐标系中，根据第二对象的实际位置变化，生成第二坐标变换矩阵；；在绝对坐标系中保持第一对象位置不变，将所述逆矩阵与所述第二坐标变化矩阵相乘，计算得到第三矩阵，依据所述第三矩阵判断所述第一对象与所述第二对象是否相交。
优选地，所述判断模块408依据所述第三矩阵判断所述第一对象与所述第二对象是否相交时，具体用于：针对每个构型，生成第一对象对应的第一包围盒；依据所述第二对象生成第二包围盒，第二包围盒乘以第三矩阵；在弯管加工过程中，判断所述第二包围盒与各所述第一包围盒中的任一包围盒是否相交；当判断结果为相交，则将所述第一对象包含的空间三角形与所述第二对象包含的线段乘以第三矩阵后，进行相交计算，若有任意一个三角形和线段相交，则第一对象和第二对象相交；当所述判断结果为全部不相交，则确定所述构型对应的第一对象与所述第二对象不相交。
本发明实施例提供的一种弯管加工过程中碰撞反射检测装置，在弯管加工循环过程中，将可能会和弯管发生干涉的机床构型整理出来，只计算这些机床构型中各计算面和曲线化后的弯管在弯管加工过程中的干涉情况，大大提升了碰撞反射计算效率。将计算面三角化、将弯管曲线化，计算数据量小且计算结果准确性高，由于计算量小相应的则计算耗时短，因此，能够进一步提升计算效率以计算结果的可靠性。
本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于系统实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
以上对本发明所提供的一种管加工过程中碰撞干涉检测方法及装置，进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种弯管加工过程中碰撞干涉检测方法，其特征在于，所述方法包括：
将数控弯管机划分为多个构型以及确定各所述构型之间的运动关系；
针对每个构型，确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面；
将各所述计算面三角化；
生成包含多个空间三角形的计算面；
将所述构型与各所述包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象；
将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象；
按照预设弯管加工工艺进行弯管加工模拟；
在所述弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交；
针对各构型若判断结果均为否，则确定所述弯管加工工艺可用；
若至少一个构型对应的判断结果为是，则确定所述弯管加工工艺需要调整。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面的步骤，包括：
将所述构型中可能与弯管干涉的外表面从整个模型中抽取出，将提取各外表面作为计算面。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将各所述计算面三角化的步骤，包括：
针对每个计算面，根据所述计算面的大小以及预设的空间三角形大小，将所述计算面离散成多个独立的空间三角形。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象的步骤包括：
确定弯管已加工部分；
获取所述弯管已加工部分的外表面；
沿所述弯管外径分别取若干点，以各点为起点，沿所述弯管的中心线方向将所述外表面划分成多条曲线，生成第二对象，其中，所述第二对象包括直线段以及弧线。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，针对各工艺步骤中的各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交的步骤包括：
对于第一对象的相对位置在绝对坐标系发生改变时，生成位置的第一坐标变换矩阵，并求得逆矩阵；
在绝对坐标系中，根据第二对象的实际位置变化，生成第二坐标变换矩阵；
在绝对坐标系中保持第一对象位置不变，将所述逆矩阵与所述第二坐标变化矩阵相乘，计算得到第三矩阵，依据所述第三矩阵判断所述第一对象与所述第二对象是否相交。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述依据所述第三矩阵判断所述第一对象与所述第二对象是否相交的步骤，包括：
针对每个构型，生成第一对象对应的第一包围盒；
依据所述第二对象生成第二包围盒，第二包围盒乘以第三矩阵；
在弯管加工过程中，判断所述第二包围盒与各所述第一包围盒中的任一包围盒是否相交；
若相交，则将所述第一对象包含的空间三角形与所述第二对象包含的线段乘以第三矩阵后，进行相交计算，若有任意一个三角形和线段相交，则第一对象和第二对象相交；
若全部不相交，则确定所述构型对应的第一对象与所述第二对象不相交。
7.一种弯管加工过程中碰撞干涉检测装置，其特征在于，所述装置包括：
构型确定模块，用于将数控弯管机划分为多个构型以及确定各所述构型之间的运动关系；
计算面生成模块，用于针对每个构型，确定所述构型中可与弯管发生干涉的各表面，将各表面作为计算面；
三角化模块，用于将各所述计算面三角化；
计算面生成模块，用于生成包含多个空间三角形的计算面；
第一生成模块，用于将所述构型与各所述包含多个空间三角形的计算面对应存储为第一对象；
第二生成模块，用于将所述弯管已加工部分的外表面进行曲线化，生成第二对象；
模拟模块，用于按照预设弯管加工工艺进行弯管加工模拟；
判断模块，用于在所述弯管加工过程中，针对各工艺步骤、各构型将所述构型对应的第一对象与所述第二对象进行相交计算，判断所述第一对象与所述第二对象是否相交；
第一确定模块，用于针对各构型若判断结果均为否，则确定所述弯管加工工艺可用；
第二确定模块，用于若至少一个构型对应的判断结果为是，则确定所述弯管加工工艺需要调整。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述计算面生成模块具体用于：
将所述构型中可能与弯管干涉的外表面从整个模型中抽取出，将提取各外表面作为计算面。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述三角化模块具体用于：
针对每个计算面，根据所述计算面的大小以及预设的空间三角形大小，将所述计算面离散成多个独立的空间三角形。
10.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第二生成模块包括：
弯管确定子模块，用于确定弯管已加工部分；
外表面获取子模块，用于获取所述弯管已加工部分的外表面；
曲线化子模块，用于沿所述弯管外径分别取若干点，以各点为起点，沿所述弯管的中心线方向将所述外表面划分成多条曲线，其中，所述曲线包括直线段以及弧线。
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