CN111231307A - 一种通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法，包括：对待打印的构件进行切片并获得打印程序；对每一根多重直线的每个点，进行尖锐点判定；对于原多重直线，每一个尖锐点P构成一个点的数组P[]，对原多重直线进行打断，获取起点和终点分别为Pf、Pb的新多重直线rp，并对数组P[]获取对应的数组rp[]；对于rp[]，rp构成的数组，进行线布尔运算；对于原多重直线，对于rp[]进行线布尔差集运算，减去每一个rp[]中的元素，减去之后得到新的数组pl[]；使用B样条曲线填充空缺部分，连接成多重曲线。本发明使用平滑后的运动轨迹用于3D打印，能提高打印质量，降低运动机构的减速，震动，减小打印喷头的转角积料现象。

Description

一种通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法
技术领域
本发明属于3D打印运动轨迹规划技术领域，具体涉及一种通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法。
背景技术
针对大型机床运行尖锐轨迹程序，运动装置在轨迹尖锐点会出现减速、震动等情况，进而影响3D打印熔融沉积过程，最终影响3D打印的产品质量，本发明使用一种新的定位方式，使运动轨迹广顺，减小运动机构在实际运动过程中的减速、震动。
发明内容
本发明针对现有技术存在的不足，提供一种通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法，以解决现有3D打印方法由于轨迹尖锐点出现的产品质量问题。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法，包括以下步骤：
（1）在打印前，对待打印的构件进行切片并获得打印程序，在切片过程中，获得的打印程序为由极多的点连接而成的运动轨迹线条；
（2）对每一根多重直线的每个点，进行尖锐点判定，若相邻三点的角度在特定值范围外，则认为这三点的中间点为轨迹尖锐点P；
（3）获取多重直线的所有尖锐点P，取每个尖锐点P在该多重直线在方向上的固定距离D的两点，后退方向为Pb，前进方向为Pf；
（4）对于该多重直线polyline，每一个尖锐点P构成一个点的数组P[]，分别使用Pb和Pf对原polyline进行打断，获取起点和终点分别为Pf、Pb的新多重直线rp，并对数组P[]获取对应的数组rp[]；
（5）对于rp[]，多重直线rp构成的数组，进行线布尔运算；
（6）对于该多重直线polyline，对于数组rp[]进行线布尔差集运算，减去每一个rp[]中的元素，减去之后得到新的数组pl[]；
（7）数组pl[]即为去除了尖锐轨迹部分的多重直线数组，使用B样条曲线填充空缺部分将该数组按照原有方向连接成一根多重曲线，所得的光顺多重直线即为所需要的运动轨迹。
本发明进一步设置为，在步骤（3）中，若Pb或者Pf为空，即P点前进方向或者后退方向的固定距离D的点在该多重直线外，那么就要P来代替为空的Pb或者Pf。
根据权利要求1所述的通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法，其特征在于，多重直线本质是多个点构成的数组，点的顺序为多重直线的方向。
本发明进一步设置为，在步骤（5）中，对有数组中每一个元素rp[i]，有重合部分的rp[i]和rp[i+1]进行合并，保留所有合并后的多重直线rp及所有不能合并的rp，并形成新的rp[]。
本发明进一步设置为，在步骤（7）后，对于切片所得的所有运动轨迹进行光顺平滑，并输出成打印机所能认的Gcode，并进行打印。
综上所述，本发明具有以下有益效果：使用平滑后的运动轨迹用于3D打印，能明显提高打印构件的打印质量，有效降低运动机构在经过尖锐轨迹点发生的减速，震动，减小打印喷头在经过尖锐点的因运动机构减速带来的转角积料现象，有效提高了打印质量。
附图说明
图1为多重直线构成的尖锐轨迹；
图2为去除尖锐轨迹后形成的多重直线数组；
图3为使用B样条曲线连接多重直线数组，平滑过后的新的轨迹；
图4-1为图1的局部图；图4-2为图2的局部图；图4-3为图3的局部图；
图5为模型的运动轨迹轮廓；
图6为经过本发明处理后打印的模型。
具体实施方式
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，所描述的实施例仅仅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做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。
一种通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法，包括以下步骤：
（1）在大型FDM机床打印前，对待打印的构件进行切片，获得打印程序：在切片过程中，获得的打印程序本质上由极多的点连接而成的运动轨迹线条。在切片过程中，每一层的运动轨迹都是多重直线的数组。
（2）对每一根多重直线，进行尖锐点判定：判断多重直线的每个点，若相邻三点的角度在特定值范围外，则认为这三点的中间点的为轨迹的尖锐点P。
（3）获取该多重直线的所有尖锐点P，取每个尖锐点P在该多重直线在方向（多重直线本质是多个点构成的数组，点的顺序为多重直线的方向）上的固定距离D的两点Pb（后退方向）和Pf（前进方向），参见图4-1，例如，设定固定距离D，从尖锐点P到两侧的Pb和Pf的距离一致。
若Pb或者Pf为空，即P点前进方向或者后退方向的固定距离D的点在该多重直线外，那么就要P来代替为空的Pb或者Pf。
（4）对于该多重直线polyline，每一个尖锐点P构成一个点的数组P[]，分别使用Pb和Pf对原polyline进行打断，获取起点和终点分别为Pf、Pb的新多重直线rp，并或者对与数组P[]获取对应的数组rp[]。
（5）对于rp[]，多重直线rp构成的数组，进行线布尔运算（对有数组中每一个元素rp[i]，有重合部分的rp[i]和rp[i+1]进行合并，保留所有合并后的多重直线rp及所有不能合并的rp，并形成新的rp[]）。
（6）对于该多重直线polyline，对于数组rp[]进行线布尔差集运算，减去每一个rp[]中的元素，减去之后得到新的数组pl[]。
（7）数组pl[]即为去除了尖锐轨迹部分的多重直线数组，参见图4-2，使用B样条曲线填充空缺部分将该数组按照原有方向连接成一根多重曲线，所得的光顺多重直线即为所需要的运动轨迹，参见图4-3。
（8）对于切片所得的所有运动轨迹进行光顺平滑，并输出成打印机所能认的Gcode，并进行打印。
每一根多重直线的处理过程参见图1、图2和图3。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在打印前，对待打印的构件进行切片并获得打印程序，在切片过程中，获得的打印程序为由极多的点连接而成的运动轨迹线条；
（2）对每一根多重直线的每个点，进行尖锐点判定，若相邻三点的角度在特定值范围外，则认为这三点的中间点为轨迹尖锐点P；
（3）获取多重直线的所有尖锐点P，取每个尖锐点P在该多重直线在方向上的固定距离D的两点，后退方向为Pb，前进方向为Pf；
（4）对于该多重直线polyline，每一个尖锐点P构成一个点的数组P[]，分别使用Pb和Pf对原polyline进行打断，获取起点和终点分别为Pf、Pb的新多重直线rp，并对数组P[]获取对应的数组rp[]；
（5）对于rp[]，多重直线rp构成的数组，进行线布尔运算；
（6）对于该多重直线polyline，对于数组rp[]进行线布尔差集运算，减去每一个rp[]中的元素，减去之后得到新的数组pl[]；
（7）数组pl[]即为去除了尖锐轨迹部分的多重直线数组，使用B样条曲线填充空缺部分将该数组按照原有方向连接成一根多重曲线，所得的光顺多重直线即为所需要的运动轨迹。
2.根据权利要求1所述的通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法，其特征在于，在步骤（3）中，若Pb或者Pf为空，即P点前进方向或者后退方向的固定距离D的点在该多重直线外，那么就要P来代替为空的Pb或者Pf。
3.根据权利要求1所述的通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法，其特征在于，多重直线本质是多个点构成的数组，点的顺序为多重直线的方向。
4.根据权利要求1所述的通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法，其特征在于，在步骤（5）中，对有数组中每一个元素rp[i]，有重合部分的rp[i]和rp[i+1]进行合并，保留所有合并后的多重直线rp及所有不能合并的rp，并形成新的rp[]。
5.根据权利要求1所述的通过不同定位方式使轨迹光顺化的方法，其特征在于，在步骤（7）后，对于切片所得的所有运动轨迹进行光顺平滑，并输出成打印机所能认的Gcode，并进行打印。
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CN113085188A (zh) * 2021-04-01 2021-07-09 上海酷鹰机器人科技有限公司 一种打印轨迹线的获取方法及装置

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