CN106802631A - 曲面加工的方法与装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种曲面加工的方法与装置,该方法包括:采用T样条对模具的待加工的自由曲面进行建模,获取T样条模型;根据预设规则将所述T样条模型转换为符合STEP标准的目标文件,所述STEP标准为产品模型数据交换标准;对所述目标文件进行解析,生成刀轨;根据所述刀轨控制刀具对所述模具进行加工,形成所述自由曲面。大大提高了建模的效率,进而提高加工效率,且在后续刀轨生成过程中不需人的干预,提高了刀轨的准确性,保证了曲面的加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及数控技术领域,尤其涉及一种曲面加工的方法与装置。
背景技术
随着工业制造技术的发展,对数控加工的效率和加工质量提出了更高的要求。
目前,在数控加工自由曲面过程中,首先需要解决复杂自由曲面的建模问题。NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines,非均匀有理B样条曲线)在计算机辅助几何设计领域是当今的行业标准,但是对于复杂自由曲面,难以使用单张NURBS曲面来描述,往往需要通过裁剪和拼接的方式来完成复杂自由曲面的建模工作。在后续刀轨的规划生成过程中,往往需要人工参与干涉,增加了刀轨规划的生成时间,此外,由于刀轨生成存在人为干预的影响,难以确保刀轨的准确性,这也为后续数控系统的加工带来了一定的隐患。
发明内容
本发明实施例提供一种曲面加工的方法与装置,以解决现有技术中曲面加工质量不高的问题。
本发明的第一方面提供一种曲面加工的方法,包括:
采用T样条对模具的待加工的自由曲面进行建模,获取T样条模型;
根据预设规则将所述T样条模型转换为符合STEP标准的目标文件,所述STEP标准为产品模型数据交换标准;
对所述目标文件进行解析,生成刀轨;
根据所述刀轨控制刀具对所述模具进行加工,形成所述自由曲面。
根据如上所述的方法,可选地,所述对所述目标文件进行解析,生成刀轨包括:
对所述目标文件进行解析,并将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息;
根据所述目标信息和刀轨生成算法进行生成刀轨。
根据如上所述的方法,可选地,所述将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息包括:
根据预先设定的所述目标文件中的各信息与可编程语言的对应关系,将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息。
根据如上所述的方法,可选地,所述根据预设规则将所述T样条模型转换为符合STEP标准的目标文件,包括:
根据预设的STEP定义和EXPRESS语言将所述T样条模型转化为符合STEP标准的目标文件,其中,所述STEP定义使得STEP标准支持T样条,所述EXPRESS语言为面向对象的建模语言。
根据如上所述的方法,可选地,所述刀具为平头刀或球头刀。
本发明的另一方面是提供一种曲面加工的装置,包括:
建模模块,用于采用T样条对模具的待加工的自由曲面进行建模,获取T样条模型;
转换模块,用于根据预设规则将所述T样条模型转换为符合STEP标准的目标文件,所述STEP标准为产品模型数据交换标准;
解析模块,用于对所述目标文件进行解析,生成刀轨;
控制模块,用于根据所述刀轨控制刀具对所述模具进行加工,形成所述自由曲面。
根据如上所述的装置,可选地,所述解析模块具体用于:
对所述目标文件进行解析,并将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息;
根据所述目标信息和刀轨生成算法进行生成刀轨。
根据如上所述的装置,可选地,所述解析模块具体用于:根据预先设定的所述目标文件中的各信息与可编程语言的对应关系,将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息。
根据如上所述的装置,可选地,所述转换模块具体用于:根据预设的STEP定义和EXPRESS语言将所述T样条模型转化为符合STEP标准的目标文件,其中,所述STEP定义使得STEP标准支持T样条,所述EXPRESS语言为面向对象的建模语言。
根据如上所述的装置,可选地,所述刀具为平头刀或球头刀。
根据本发明的曲面加工的方法与装置,通过采用T样条进行自由曲面的建模,与现有技术中采用NURBS曲面相比,无需通过裁剪和拼接就能够实现复杂自由曲面的建模工作,大大提高了建模和加工的效率,且在后续刀轨生成过程中不需人的干预,提高了刀轨的准确性,保证了曲面的加工质量,此外,采用了STEP标准,保证了数据的完整性和统一性。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的曲面加工的方法的流程示意图;
图2为本发明另一实施例提供的曲面加工的方法的流程示意图;
图3为本发明一实施例提供的曲面加工的装置的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一
本实施例提供一种曲面加工的方法,用于对模具进行加工形成自由曲面。本实施例的执行主体是曲面加工的装置,该装置可以设置在数控系统中,也可以作为独立的装置与数控系统连接。
如图1所示,为实施例提供的曲面加工的方法的流程示意图,该方法包括:
步骤101,采用T样条对模具的待加工的自由曲面进行建模,获取T样条模型。
T样条和NURBS一样采用B样条基函数,继承了NURBS优异的特性,但是与NURBS不同的是,T样条允许T型节点存在,这一性质为T样条带来了很多新的特性:极大地减少了模型表面上的控制点数目,可以进行真正的局部细分以及将两个NURBS曲面进行无缝拼接等操作。
采用T样条对模具的待加工的自由曲面进行建模还可以通过支持T样条的开源内核或商业软件来实现。
步骤102,根据预设规则将所述T样条模型转换为符合STEP标准的目标文件,所述STEP标准为产品模型数据交换标准。
步骤103,对所述目标文件进行解析,生成刀轨。
对目标文件进行解析是指将目标文件中的各信息转换成能够用于生成刀轨的信息。
步骤104,根据所述刀轨控制刀具对所述模具进行加工,形成所述自由曲面。
具体的,可以将生成的刀轨发送到数控系统的伺服系统,控制伺服系统的刀具对模具进行加工,形成自由曲面。
可选地,进行加工的刀具可以为平头刀、球头刀或者其他刀具。
本实施例提供的曲面加工的方法,采用了T样条进行自由曲面的建模,与现有技术中采用NURBS曲面相比,无需通过裁剪和拼接就能够实现复杂自由曲面的建模工作,大大提高了建模和加工的效率,且在后续刀轨生成过程中不需人的干预,提高了刀轨的准确性,保证了曲面的加工质量,此外,采用了STEP标准,保证了数据的完整性和统一性。
实施例二
本实施例对实施例一提供的曲面加工的方法做进一步补充说明。
如图2所示,为实施例提供的曲面加工的方法的流程示意图,该方法包括:
步骤201,采用T样条对模具的待加工的自由曲面进行建模,获取T样条模型;
该步骤的具体操作与步骤101一致,在此不再赘述。
步骤202,根据预设的STEP定义和EXPRESS语言将所述T样条模型转化为符合STEP标准的目标文件,其中,所述STEP定义使得STEP标准支持T样条,所述EXPRESS语言为面向对象的建模语言,所述STEP标准为产品模型数据交换标准。
预设的STEP定义为在STEP标准的基础上,实现与T样条相关的T样条的STEP定义,T样条的STEP定义由STEP标准中的定义派生而来,例如T样条的STEP定义t_spline_surface由STEP标准中的定义bounded_surface派生而来,t_spline_surface包含了自由曲面在s方向和t方向两个方向的阶次(s_degree,t_degree)、边界条件(force_bezier_end_condition)、参数层(t_image)、拓扑层(t_connect)和笛卡尔层(t_pointset)。STEP标准中是用EXPRESS语言进行模型描述的,因此,T样条的STEP定义同样使用EXPRESS语言来描述模型,具体的,T样条的STEP定义如表1所示。根据预设的STEP定义和EXPRESS语言将所述T样条模型转化为符合STEP标准的目标文件。转换成的目标文件举例如表2所示。
表1
表2
步骤203,对所述目标文件进行解析,并将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息。
具体的,将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息可以包括:根据预先设定的所述目标文件中的各信息与可编程语言的对应关系,将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息。
可选地,可编程语言可以为C++语言。
举例来说,预先设定的目标文件中的各信息与可编程语言的对应关系可以通过将T样条的STEP定义中每一部分对应地用C++语言的一个类来描述,举例如表3所示。则目标文件中的各信息均能与C++语言一一对应。根据该对应关系可将目标文件转换为采用C++语言描述的目标信息。其中,目标信息可以包括加工类型(如铣削、车削等)、加工策略、加工刀具、工件尺寸、工件材质、加工工步、进刀方式、退刀方式、走刀方式等。
表3
步骤204,根据所述目标信息和刀轨生成算法进行生成刀轨。
其中,刀轨生成算法可以为现有技术中的各种算法,此处不做限定。根据步骤203获得的目标信息,采用刀轨生成算法进行生成刀轨。
步骤205,根据所述刀轨控制刀具对所述模具进行加工,形成所述自由曲面。
具体的,可以将生成的刀轨发送到数控系统的伺服系统,控制伺服系统的刀具对模具进行加工,形成自由曲面。
可选地,进行加工的刀具可以为平头刀、球头刀或者其它刀具。
本实施例提供的曲面加工的方法,采用了T样条进行自由曲面的建模,与现有技术中采用NURBS曲面相比,无需通过裁剪和拼接就能够实现复杂自由曲面的建模工作,大大提高了建模和加工的效率,且在后续刀轨生成过程中不需人的干预,提高了刀轨的准确性,保证了曲面的加工质量,此外,采用了STEP标准,保证了数据的完整性和统一性。
实施例三
本实施例提供一种曲面加工的装置,用于执行实施例一的曲面加工的方法。
如图3所示,为本实施例提供的曲面加工的装置的结构示意图。本实施例的曲面加工的装置30包括建模模块31、转换模块32、解析模块33和控制模块34。
其中,建模模块31用于采用T样条对模具的待加工的自由曲面进行建模,获取T样条模型;转换模块32用于根据预设规则将T样条模型转换为符合STEP标准的目标文件,STEP标准为产品模型数据交换标准;解析模块33用于对目标文件进行解析,生成刀轨;控制模块34用于根据刀轨控制刀具对模具进行加工,形成自由曲面。
可选地,解析模块33具体用于对目标文件进行解析,并将目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息;根据目标信息和刀轨生成算法进行生成刀轨。
可选地,解析模块33具体用于根据预先设定的目标文件中的各信息与可编程语言的对应关系,将目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息。
可选地,转换模块32具体用于根据预设的STEP定义和EXPRESS语言将T样条模型转化为符合STEP标准的目标文件,其中,STEP定义使得STEP标准支持T样条,EXPRESS语言为面向对象的建模语言。
可选地,刀具可以为平头刀、球头刀或者其它刀具。
关于本实施例中的装置,其中各个模块执行操作的具体方式已经在有关该方法的实施例中进行了详细描述,此处将不做详细阐述说明。
根据本实施例的曲面加工的装置30,采用了T样条进行自由曲面的建模,与现有技术中采用NURBS曲面相比,无需通过裁剪和拼接就能够实现复杂自由曲面的建模工作,大大提高了建模和加工的效率,且在后续刀轨生成过程中不需人的干预,提高了刀轨的准确性,保证了曲面的加工质量,此外,采用了STEP标准,保证了数据的完整性和统一性。
本领域普通技术人员可以理解:实现上述方法实施例的全部或部分步骤可以通过程序指令相关的硬件来完成,前述的程序可以存储于一计算机可读取存储介质中,该程序在执行时,执行包括上述方法实施例的步骤;而前述的存储介质包括:ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。
Claims (10)
1.一种曲面加工的方法,其特征在于,包括:
采用T样条对模具的待加工的自由曲面进行建模,获取T样条模型;
根据预设规则将所述T样条模型转换为符合STEP标准的目标文件,所述STEP标准为产品模型数据交换标准;
对所述目标文件进行解析,生成刀轨;
根据所述刀轨控制刀具对所述模具进行加工,形成所述自由曲面。
2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述对所述目标文件进行解析,生成刀轨包括:
对所述目标文件进行解析,并将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息;
根据所述目标信息和刀轨生成算法进行生成刀轨。
3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,所述将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息包括:
根据预先设定的所述目标文件中的各信息与可编程语言的对应关系,将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息。
4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,所述根据预设规则将所述T样条模型转换为符合STEP标准的目标文件,包括:
根据预设的STEP定义和EXPRESS语言将所述T样条模型转化为符合STEP标准的目标文件,其中,所述STEP定义使得STEP标准支持T样条,所述EXPRESS语言为面向对象的建模语言。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法,其特征在于,所述刀具为平头刀或球头刀。
6.一种曲面加工的装置,其特征在于,包括:
建模模块,用于采用T样条对模具的待加工的自由曲面进行建模,获取T样条模型;
转换模块,用于根据预设规则将所述T样条模型转换为符合STEP标准的目标文件,所述STEP标准为产品模型数据交换标准;
解析模块,用于对所述目标文件进行解析,生成刀轨;
控制模块,用于根据所述刀轨控制刀具对所述模具进行加工,形成所述自由曲面。
7.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述解析模块具体用于:
对所述目标文件进行解析,并将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息;
根据所述目标信息和刀轨生成算法进行生成刀轨。
8.根据权利要求7所述的装置,其特征在于,所述解析模块具体用于:根据预先设定的所述目标文件中的各信息与可编程语言的对应关系,将所述目标文件转换为采用可编程语言描述的目标信息。
9.根据权利要求6所述的装置,其特征在于,所述转换模块具体用于:根据预设的STEP定义和EXPRESS语言将所述T样条模型转化为符合STEP标准的目标文件,其中,所述STEP定义使得STEP标准支持T样条,所述EXPRESS语言为面向对象的建模语言。
10.根据权利要求6-9中任一项所述的装置,其特征在于,所述刀具为平头刀或球头刀。
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