CN113927127A - 一种坡口线自动剪裁方法、装置、存储介质及计算机设备 - Google Patents

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CN113927127A CN202110940886.8A CN202110940886A CN113927127A CN 113927127 A CN113927127 A CN 113927127A CN 202110940886 A CN202110940886 A CN 202110940886A CN 113927127 A CN113927127 A CN 113927127A
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Abstract

本发明提供一种坡口线自动剪裁方法，包括如下步骤：S1获取全部的相邻坡口线；S2依据预设规则判断相邻坡口线是否存在交点：若存在交点，则进行交点替换；若不存在交点，则转入下一组相邻坡口线进行交点判断，直至全部的所述相邻坡口线执行完毕，通过本发明所示的坡口线自动剪裁方法可解决相邻坡口线首尾未有效连接的问题，以获取正确连接的坡口线。

Description

一种坡口线自动剪裁方法、装置、存储介质及计算机设备
技术领域
本发明属于切坡口焊接领域，尤其涉及一种坡口线自动剪裁方法、装置、存储介质及计算机设备。
背景技术
钢板切坡口是焊接的前一道工序，用于焊接前对钢板工件进行坡口切割，以提高焊 接质量。坡口精度和一致性是影响焊接质量的关键因素。对于轮廓简单的工件，如直线边钢板，传统的人工切坡口或数控坡口机尚能胜任。然而，现代工业中的钢板工件轮廓 圆弧曲线多、种类多且持续新增，传统切坡口方法难以保证坡口精度和一致性。随着工 业机器人应用的日益广泛，机器人携带火焰切割枪或等离子切割枪的切坡口方式，逐渐 受到业界的重视。
目前，机器人切坡口的轨迹生成方法主要有纯人工示教、人工示教+视觉定位和激光 跟踪切割3种：(1)纯人工示教方法有2种，第一种是人工操作机器人沿工件轮廓示教 出一系列轨迹点，然后机器人再执行切割作业；第二种是在离线仿真软件中固定工件和 机器人的相对位姿，生成离线轨迹后，再人工根据实际工件对轨迹点逐个修正；(2)人 工示教和视觉定位的结合，在前述人工示教出切割轨迹的基础上，利用2D/3D视觉技术 对工件进行识别定位后，机器人再沿重定位的切割轨迹作业；(3)激光跟踪切割方法， 采用激光跟踪技术引导机器人沿工件轮廓运动。
纯人工示教方法，对来料工件的一致性要求高，加重了来料工序的负担；对上料摆放位姿的一致性要求高，通常需额外的工装来保证，但切坡口工作台上常见的废料往往 会影响工件的摆放；最关键的是，当工件轮廓复杂时人工示教工作量太大，现代工业企 业钢板需求的个性化、小批量化使得工件种类繁多且持续新增，人工示教效率太低，即 使是离线仿真软件生成切割轨迹的方式，也是需要人工修正的，且无法摆脱工件一致性 和上料摆放位姿一致性的要求。
人工示教与视觉定位结合的方法，在一定程度上可以降低上料要求，但是对工件一 致性的高依赖使得现场作业无法长时间稳定运行，常见的工件加工误差会导致高频率的 人工介入修正切割轨迹。
激光跟踪切割方法，对钢板工件进行实际切割时，切割枪枪口火焰的高亮度对激光 跟踪的成像影响较大，圆弧曲线较多的工件难以精准实时跟踪；另外，若工件边缘稍有粗糙，激光跟踪引导切割出来的钢板，其坡口易留下凹坑，坡口的一致性难以保证。
鉴于此，针对钢板切坡口，有必要提供一种机器人轨迹自动生成方法，无需人工示教，可适应工件加工误差和上料摆放误差。其中，在机器人轨迹自动生成过程中，坡口 参考线的偏移可能会使得模板坡口线出现交叉或未相交的情况，若不对此种情况进行纠 正，后续执行都会出现偏差，导致无法生成可用的切坡口的轨迹。
发明内容
本发明的目的在于一种坡口线自动剪裁方法，以解决上述技术问题。
本发明提供了一种坡口线自动剪裁方法，包括：
S1获取全部的相邻坡口线；
S2依据预设规则判断相邻坡口线是否存在交点：若存在交点，则进行交点替换；若不存在交点，则转入下一组相邻坡口线进行交点判断，直至全部的所述相邻坡口线执行 完毕。
优选的，所述步骤S2中，若相邻坡口线为line-line，则预设规则为：
(1.1)获取两段坡口线各自的起点和终点分别记为P1、P2、P3和P4，基于P1、P2、P3和P4拟合平面S，并将P1、P2、P3和P4投影至平面S，获取各点在平面上对应的点P1s、P2s、 P3s和P4s；
(1.2)获取直线P1sP2s与直线P3sP4s的方向d1、d2；
Figure BDA0003214898910000021
(1.3)基于‖d1×d2‖判断相邻坡口线是否相交；
若‖d1×d2‖＝0，则判断两直线平行无交点，line1和line2无需做近点替换；
若‖d1×d2‖≠0，则获取两段坡口线的交点Pr，并对line1和line2做近点替换， 替换点为交点Pr，其中：
Pr＝P1s+k1d1；
Figure BDA0003214898910000022
优选的，若相邻坡口线为line-arc或为arc-line，则预设规则为：
(2.1)获取line方向dl，以及Pc到line的最近点Pnl，
Figure BDA0003214898910000031
Pnl＝P1+(Pc-P1)·dl·‖P2-P1‖
其中，line的起点记为P1、终点记为P2,arc的起点记为P3、终点记为P4、arc圆 心为Pc；
(2.2)比较‖Pc-Pnl‖与ra大小，其中，ra为arc的半径；
若‖Pc-Pnl‖>ra，即arc的圆心到点Pnl的距离大于ra，则判断直线line和圆弧arc 无交点，无需做近点替换；
若‖Pc-Pnl‖＝ra，即arc_的圆心到点Pnl的距离等于ra，则直线line_和圆弧arc_ 有1个交点Pnl，对line_和arc_做近点替换，替换点为交点Pn；
若‖Pc-Pnl‖<ra，即arc_的圆心到点Pnl的距离小于ra，则直线line_和圆弧arc_ 有2个交点，分别记为Pi1和Pi2：
Figure BDA0003214898910000032
记line_针对arc_圆心Pc的远点为Pf，
若||Pf-Pi1||<||Pf-Pi2||，则对line_和arc_做近点替换，替换点为Pi1；
若||Pf-Pi1||≥||Pf-Pi2||，则对line_和arc_做近点替换，替换点为Pi2。
优选的，若相邻坡口线为arc-arc，则预设规则为：
(3.1)获取arc1圆心Pc1到arc2圆心Pc2的方向向量
Figure BDA0003214898910000033
其中，第一段 圆弧为arc1，第二段圆弧为arc2，arc1的半径为ra1、arc2的半径为ra2；
(3.2)比较‖Pc1-Pc2‖>ra1+ra2的大小：
若‖Pc1-Pc2‖>ra1+ra2，则判断两圆弧无交点，arc1和arc2无需做近点替换；
若‖Pc1-Pc2‖＝ra1+ra2，则判断两圆弧仅有1个交点Pna，对两圆弧做近点替换， 替换点为交点Pn：
Pna＝Pc1+ra1·‖dc‖；
若‖Pc1-Pc2‖<ra1+ra2，则判断两圆弧有2个交点，分别记为Pj1和Pj2：
Pj1＝Pc1+ra1·Rz(Δθ)·dc
Pj2＝Pc1+ra1·Rz(-Δθ)·dc
Figure BDA0003214898910000034
记arc1针对点Pj1的近点为Pn1，arc1针对点Pj2的近点为Pn2：
若||Pj1-Pn1||>||Pj2-Pn2||，则对arc1和arc2做近点替换，替换点为Pj2；若 ||Pj1-Pn1||≤||Pj2-Pn2||，则对arc1和arc2做近点替换，替换点为Pj1。
优选的，所述步骤S2中，若相邻坡口线中其中一段为circle，则不计算交点转入下一组相邻坡口线判断。
优选的，所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括首尾连通校验的步骤，相邻坡口参考线中，若第1段的终点连接第2段的起点，则判断满足邻接关系；若第1段的终点未 连接第2段的起点，则依据邻接关系对各段坡口线的端点进行互换。
优选的，所述步骤S1中，获取相邻坡口线包括如下步骤：
依据预设规则解析工件模板的2D图纸，将所述2D图纸的直线实体、圆弧实体以及、圆实体分别依照预设规则转换为line数据结构、arc数据结构以及circle数据结构，以 获取多个模板参考线Si(i＝1,2,..,Ns)，Ns表示参考线总个数；
依据预设方向与预设距离偏移全部所述模板参考线Si，以获取对应的坡口线，所述 坡口线的相邻关系与所述2D图纸中直线、圆弧、圆实体之间的相邻关系相同设置；其中，
所述line数据结构的成员变量包含所述直线起点3D坐标和含所述直线终点的3D坐 标，所述line数据结构的成员函数包括线偏移计算函数、直线中点计算函数、直线近 点计算函数、直线远点计算函数以及直线近点替换函数、直线远点替换函数、直线起点 终点互换函数中一种或多种的组合；
所述arc数据结构的成员变量包含圆弧起点3D坐标、圆弧终点3D坐标和圆弧圆心3D坐标、圆弧半径以及优劣弧中一种或多种的组合，所述arc数据结构的成员函数包括 圆弧偏移计算函数、圆弧中点计算函数、圆弧近点计算函数、圆弧远点计算函数以及圆 弧近点替换函数、圆弧远点替换函数、圆弧起点终点互换函数等功能函数中一种或多种 的组合；
所述circle数据结构的成员变量包含圆实体圆心3D坐标和圆实体半径中一种或多 种的组合，所述circle数据结构的成员函数包括圆偏移计算函数。
本发明还提供了一种坡口线自动剪裁装置，包括：
相邻坡口线获取模块，用于获取全部的相邻坡口线；
交点替换模块，用于依据预设规则判断相邻坡口线是否存在交点：若存在交点，则进行交点替换；若不存在交点，则转入下一组相邻坡口线进行交点判断，直至全部的所 述相邻坡口线执行完毕。
优选的，所述交点替换模块包括line-line判断子模块、line-arc判断子模块、arc-arc判断子模块以及circle判断子模块；
所述line-line判断子模块用于依据第一预设规则判断相邻的两个line坡口线是否 存在交点，若存在交点，则进行交点替换，所述第一预设规则为：
(1.1)获取两段坡口线各自的起点和终点分别记为P1、P2、P3和P4，基于P1、P2、P3和P4拟合平面S，并将P1、P2、P3和P4投影至平面S，获取各点在平面上对应的点P1s、P2s、 P3s和P4s；
(1.2)获取直线P1sP2s与直线P3sP4s的方向d1、d2；
Figure BDA0003214898910000051
(1.3)基于‖d1×d2‖判断相邻坡口线是否相交；
若‖d1×d2‖＝0，则判断两直线平行无交点，line1和line2无需做近点替换；
若‖d1×d2‖≠0，则获取两段坡口线的交点Pr，并对line1和line2做近点替换， 替换点为交点Pr，其中：
Pr＝P1s+k1d1；
Figure BDA0003214898910000052
所述line-arc判断子模块用于依据第二预设规则判断相邻的line坡口线与arc坡口线是否存在交点，如存在交点，则进行交点替换，所述第二预设规则为
(2.1)获取line方向dl，以及Pc到line的最近点Pnl，
Figure BDA0003214898910000053
Pnl＝P1+(Pc-P1)·dl·‖P2-P1‖
其中，line的起点记为P1、终点记为P2,arc的起点记为P3、终点记为P4、arc圆 心为Pc；
(2.2)比较‖Pc-Pnl‖与ra大小，其中，ra为arc的半径；
若‖Pc-Pnl‖>ra，即arc的圆心到点Pnl的距离大于ra，则判断直线line和圆弧arc 无交点，无需做近点替换；
若‖Pc-Pnl‖＝ra，即arc_的圆心到点Pnl的距离等于ra，则直线line_和圆弧arc_ 有1个交点Pnl，对line_和arc_做近点替换，替换点为交点Pn；
若‖Pc-Pnl‖<ra，即arc_的圆心到点Pnl的距离小于ra，则直线line_和圆弧arc_ 有2个交点，分别记为Pi1和Pi2：
Figure BDA0003214898910000061
记line_针对arc_圆心Pc的远点为Pf，
若||Pf-Pi1||<||Pf-Pi2||，则对line_和arc_做近点替换，替换点为Pi1；
若||Pf-Pi1||≥||Pf-Pi2||，则对line_和arc_做近点替换，替换点为Pi2。
所述arc-arc判断子模块用于依据第三预设规则判断相邻的两个arc坡口线是否存 在交点，若存在交点，则进行交点替换，所述第三预设规则为：
(3.1)获取arc1圆心Pc1到arc2圆心Pc2的方向向量
Figure BDA0003214898910000062
其中，第一段 圆弧为arc1，第二段圆弧为arc2，arc1的半径为ra1、arc2的半径为ra2；
(3.2)比较‖Pc1-Pc2‖>ra1+ra2的大小：
若‖Pc1-Pc2‖>ra1+ra2，则判断两圆弧无交点，arc1和arc2无需做近点替换；
若‖Pc1-Pc2‖＝ra1+ra2，则判断两圆弧仅有1个交点Pna，对两圆弧做近点替换，
替换点为交点Pn：
Pna＝Pc1+ra1·‖dc‖；
若‖Pc1-Pc2‖<ra1+ra2，则判断两圆弧有2个交点，分别记为Pj1和Pj2：
Pj1＝Pc1+ra1·Rz(Δθ)·dc
Pj2＝Pc1+ra1·Rz(-Δθ)·dc
Figure BDA0003214898910000063
记arc1针对点Pj1的近点为Pn1，arc1针对点Pj2的近点为Pn2：
若||Pj1-Pn1||>||Pj2-Pn2||，则对arc1和arc2做近点替换，替换点为Pj2；若 ||Pj1-Pn1||≤||Pj2-Pn2||，则对arc1和arc2做近点替换，替换点为Pj1。
所述circle执行子模块用于当判断相邻坡口线中其中一段为circle，则不计算交点转入下一组相邻坡口线判断。
优选的，本发明所示的一种坡口线自动剪裁装置还包括首尾连通校验模块，所述尾 连通校验模块用于判断相邻坡口参考线是否满足邻接关系，若相邻坡口参考线中第1段的终点连接第2段的起点，则判断满足邻居关系，若邻坡口参考线中第1段的终点未连 接第2段的起点，则依据邻接关系对各段坡口线的端点进行互换。
优选的，所述相邻坡口线获取模块包括解析子模块以及偏移子模块：
所述解析子模块用于依据预设规则解析工件模板的2D图纸，将所述2D图纸的直线实体、圆弧实体以及、圆实体分别依照预设规则转换为line数据结构、arc数据结构以 及circle数据结构，以获取多个模板参考线Si(i＝1,2,..,Ns)，Ns表示参考线总个数；
所述line数据结构的成员变量包含所述直线起点3D坐标和含所述直线终点的3D坐 标，所述line数据结构的成员函数包括线偏移计算函数、直线中点计算函数、直线近 点计算函数、直线远点计算函数以及直线近点替换函数、直线远点替换函数、直线起点 终点互换函数中一种或多种的组合；
所述arc数据结构的成员变量包含圆弧起点3D坐标、圆弧终点3D坐标和圆弧圆心3D坐标、圆弧半径以及优劣弧中一种或多种的组合，所述arc数据结构的成员函数包括 圆弧偏移计算函数、圆弧中点计算函数、圆弧近点计算函数、圆弧远点计算函数以及圆 弧近点替换函数、圆弧远点替换函数、圆弧起点终点互换函数等功能函数中一种或多种 的组合；
所述circle数据结构的成员变量包含圆实体圆心3D坐标和圆实体半径中一种或多 种的组合，所述circle数据结构的成员函数包括圆偏移计算函数。
所述偏移子模块用于依据预设方向与预设距离偏移全部所述模板参考线Si，以获取 对应的坡口线，所述坡口线的相邻关系与所述2D图纸中直线、圆弧、圆实体之间的相邻关系相同设置。
本发明还提供了一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在 处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述任一项所述方 法的步骤。
本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程 序被处理器执行时实现上述任一项所述方法的步骤。
本发明所示的一种坡口线自动剪裁方法、装备、计算机设备及存储介质，首先获取相邻坡口线各自的线条类型，然后依据二者之间线条类型对应判断是否存在交点以及是否需进行交点替换，从而确保相邻坡口线之间是首尾相连的，即整个坡口线是平滑过渡，相邻坡口线之间不存在错位或未连接等情况，从而获取正确连接的坡口线，以为后续切 坡口轨迹自动生成焊接基础。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种坡口线自动剪裁方法工作流程示意图；
图2数据结构line中线偏移线计算结构示意图；
图3数据结构arc中圆弧偏移计算结构示意图；
图4数据结构circle中圆偏移计算结构示意图；
图5为坡口线剪裁前结构示意图；
图6为为坡口线自动剪裁的整体流程示意图；
图7为坡口线剪裁后的结构示意图；
图8为本发明实施例提供的一种坡口线自动剪裁装置的结构示意图；
图9为是本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例对本发 明进行进一步的详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，而非以任何方式限制本发明的保护范围。
在说明书的全文中，相同的附图标号指代相同的元件。表述“和/或”包括相关联的所 列相目中的一个或多个的任何和全部组合。在附图中，为了便于说明，已稍微夸大了物体的厚度、尺寸和形状。附图仅为示例而非严格按比例绘制。
还应理解的是，用语“包括”、“包括有”、“具有”、“包含”和/或“包含有”，当在本说明 书中使用时表示存在所陈述的特征、步骤、整体、操作、元件和/或部件，但不排除存在或附加有一个或多个其它特征、步骤、整体、操作、元件、部件和/或它们的组合。
如在说明书中使用的用语“基本上”、“大约”以及类似的用于用作表示近似的用语， 而不用作表示程度的用语，并且旨在说明将由本领域普通技术人员认识到的、测量值或 计算值中的固有偏差。
除非另有限定，否则本文中使用的所有用语(包括技术用语和科学用语)均具有与本 申请所属领域普通技术人员的通常理解相同的含义。还应理解的是，用语(例如在常用词 典中定义的用语)应被解释为具有与它们在相关技术的上下文中的含义一致的含义，并且 将不被以理想化或过度正式意义解释，除非本文中明确如此限定。
实施例一
如图1所示，本发明公开了一种坡口线自动剪裁方法，包括如下步骤：
S1获取全部的相邻坡口线；
S2依据预设规则判断相邻坡口线是否存在交点：若存在交点，则进行交点替换；若不存在交点，则转入下一组相邻坡口线进行交点判断，直至全部的所述相邻坡口线执行 完毕。
相邻模板坡口线之间理论上应该为首尾相连，偏移后的相邻模板坡口线之间可能出 现交叉或应该连接但实际未相交的情况，本发明所示的一种坡口线自动剪裁方法，首先确认相邻坡口线是否存在交点，若存在交点，进一步判断该交点是否需要进行替换，并 选择对应坡口线的近点替换，从而确保相邻坡口线之间满足首尾相连的相邻关系。
步骤S1中，坡口线的相邻关系与工件模板所包含的线条、圆弧、圆相同，可在模板坡口线定义过程中直接确定，并可在模板坡口线定义过程中存储所有坡口线的相邻关系，故进行坡口线剪裁时，可无需重新搜索，直接读取相邻关系即可，包括：
S11解析工件模板的2D图纸，将所述2D图纸的直线实体、圆弧实体、圆实体分别 依照预设规则转换为line数据结构、arc数据结构以及circle数据结构，以获取多个模板 参考线Si(i＝1,2,..,Ns)，Ns表示参考线总个数；
S12依据预设方向与预设距离偏移全部所述模板参考线Si，以获取对应的坡口线，所 述坡口线的相邻关系与所述2D图纸中直线、圆弧、圆实体之间的相邻关系相同设置。
更进一步的，步骤S11中，获取工件模板的2D图纸后，依据所述2D图纸文件的线 条属性，将所述工件模板中的直线、圆弧、圆实体预设规则分别解析为line、arc和circle 的数据结构，其中解析后的所述line、所述arc和所述circle均为坡口参考线，集合所述 坡口参考线生成模板参考线Si(i＝1,2,..,Ns)，Ns表示参考线总个数。
本实施例中，对于特定的工件模板，2D图纸文件可为DXF或DWG格式，可使用 开源库dxfrw识别2D图纸文件的线条属性。获取各线条属性后，依据预设规则将识别出 的直线、圆弧、圆实体分别解析为line、arc和circle的数据结构，即形成各个坡口参考 线。
所述line的成员变量包含所述直线起点3D坐标和含所述直线终点的3D坐标，line的成员函数包括线偏移计算函数、直线中点计算函数、直线近点计算函数、直线远点计 算函数以及直线近点替换函数、直线远点替换函数、直线起点终点互换函数中一种或多 种的组合；
所述arc的成员变量包含圆弧起点3D坐标、圆弧终点3D坐标和圆弧圆心3D坐标、圆弧半径以及优劣弧中一种或多种的组合，所述arc的成员函数包括圆弧偏移计算函数、圆弧中点计算函数、圆弧近点计算函数、圆弧远点计算函数以及圆弧近点替换函数、圆 弧远点替换函数、圆弧起点终点互换函数等功能函数中一种或多种的组合；
所述circle的成员变量包含圆实体圆心3D坐标和圆实体半径，所述circle的成员函 数包括圆偏移计算函数。
(一)数据结构line
本实施例中，数据结构line的成员变量包含起点和终点的3D坐标，line的成员函数 包括偏移线计算函数、中点计算函数、近点计算函数、远点计算函数以及近点替换函数、远点替函数换、起点终点互换函数。
(a)对于2D图纸中的直线实体，line的起点坐标Ps＝(xs,ys,zs)T对应直线实体的基准点坐标(xb,yb)，其中xs＝xb,ys＝yb,zs＝0，line的终点坐标Pe＝(xe,ye,ze)T对应直 线实体的终点坐标(x2,y2)，其中xe＝x2,ys＝y2,zs＝0。
(b)line的线偏移计算函数包含2个输入和1个输出，输入1为指定偏移量，输入 2为偏移方向，输出为偏移后的line。如图2所示，line的起点和终点具有相同的坐标系， 其x轴方向沿起点指向终点，z轴方向垂直于工件表面向下，x-y-z轴构成右手坐标系。 给定偏移量dy后，若偏移方向为正则起点和终点向y轴正方向偏移dy；若偏移方向为负 则起点和终点向y轴负方向偏移dy。
(c)line的中点计算函数用于确认line的中点，line的中点是指直线的中点,中点的 3D坐标(xm,ym,zm)与起点和终点的3D坐标满足
xm＝(xs+xe)/2,ym＝(ys+ye)/2,zm＝(zs+ze)/2
(d)line的近点计算函数与远点计算函数是用于针对任意的一个指定点P确定其近 点和远点，其中，若line的起点到指定点P的距离大于等于终点到指定点P的距离，则 对指定点P而言，起点为近点，终点为远点；反之，若起点到点P的距离小于终点到点 P的距离，则起点为远点，终点为近点。其中，可依据欧式距离分别计算指定点P到起 点及终点的距离。
(e)line的近点替换函数，是针对指定点P，用于将近点替换为点P；远点替换函 数是用于将远点替换为点P；起点终点互换函数，是用于将起点和终点互换。
(二)数据结构arc
数据结构arc的成员变量包含起点、终点和圆心的3D坐标、数据结构arc的成员函数包含半径以及优劣弧属性，以及计算偏移圆弧、中点、近点、远点以及近点替换、远 点替换、起点终点互换功能函数。
(a)对于2D图纸中的圆弧实体，arc的起点坐标Ps＝(xs,ys,zs)T对应圆弧实体的起始角度θs，arc的终点坐标Pe＝(xe,ye,ze)T对应圆弧实体的终止角度θe，arc的圆心坐标 Pc＝(xc,yc,zc)T对应圆弧实体的基准点坐标(xb,yb)，arc的半径ra对应圆弧实体的半径rb， arc的优劣弧属性Na对应圆弧实体终止角度θe与起始角度θs的差值，关系式如下：
xc＝xb,yc＝yb,zc＝0,ra＝rb；
xs＝xc+racosθs,ys＝yc+rasinθs,zs＝zc；
xe＝xc+racosθe,ye＝yc+rasinθe,ze＝zc；
Figure BDA0003214898910000111
(b)arc的圆弧偏移计算函数用于确认偏移后的arc，其包含2个输入和1个输出，输入1为指定偏移量，输入2为偏移方向，输出为偏移后的arc。如图3所示，给定偏移 量dr后，若偏移方向为正则起点和终点向半径增大的方向偏移dr；若偏移方向为负则起 点和终点向半径减小的方向偏移dr。
(c)arc的中点计算函数用于确定arc的中点，本实施例中，arc的中点是指圆弧的中点，中点的3D坐标Pm＝(xm,ym,zm)T与起点(xs,ys,zs)和(xe,ye,ze)终点满足如下关系 式:
xcs＝xc-xs,ycs＝yc-ys,zcs＝zc-zs；
xce＝xc-xe,yce＝yc-ye,zce＝zc-ze；
θ1＝atan2(ycs,xcs),θ2＝atan2(yce,xce),Δθ＝θ2-θ1；
Figure BDA0003214898910000112
Pm＝Pc+Rz(θm)(Pc-Ps)；
其中，Rz(θm)为绕z轴旋转θm的旋转矩阵。
(d)arc近点计算函数和远点计算函数用于确定指定点P的近点和远点，其中，若起点到点P的距离大于等于终点到点P的距离，则起点为指定点P的近点，终点为指定 点P远点；反之，若起点到点P的距离小于终点到点P的距离，则起点为点P的远点， 终点为点P的近点，其中，可通过欧式距离计算起点到点P的距离
(e)arc的近点替换函数用于将近点替换为点P；远点替换函数用于将远点替换为点 P；起点终点互换函数用于当解析完毕后中出现起点、终点位置错换的情况下，根据实际需要将起点和终点互换。
(三)数据结构circle
circle包含圆心的3D坐标和半径，以及计算偏移圆功能函数。
(a)对于2D图纸中的圆实体，circle的圆心坐标Pc＝(xc,yc,zc)T对应圆弧实体的基准点坐标(xb,yb)，circle的半径rc对应圆实体的半径rb，关系式如下：
xc＝xb,yc＝yb,zc＝0,rc＝rb
(b)circle的圆偏移计算函数用于确认偏移后的circle，其包含2个输入和1个输出， 输入1为指定偏移量，输入2为偏移方向，输出为偏移后的circle。如图4所示，给定偏移量dr后，若偏移方向为正则整个圆向半径增大的方向偏移dr；若偏移方向为负则整个 圆向半径减小的方向偏移dr。
S12依据预设方向与预设距离偏移全部所述模板参考线Si，以获取对应的坡口线，所 述坡口线的相邻关系与所述2D图纸中直线、圆弧、圆实体之间的相邻关系相同设置。
坡口参考线是工件的边缘轮廓，并不能直接依据坡口参考线进行切割，获取坡口参考 线后，还需要对各坡口参考线依据预设距离、预设方向偏移，以基于坡口参考线偏移获 得模板坡口线。其中预设距离以及预设方向可根据实际经验确定。
相邻模板坡口线之间理论上应该为首尾相连，但是偏移后的相邻模板坡口线之间可 能出现交叉或应该连接但实际未相交的情况，如图5所示，图5中实线为依据步骤S1所生成的参考线，虚线部分为对应参考线偏移后形成的坡口线，原本相连的参考线各自偏 移后，理论上应该继续连接，但是实际却出现交叉，此时需要计算模板坡口线的相邻两 段的交点从而对其进行剪裁以获取最终的模板坡口线。
步骤S2中，依据预设规则判断相邻坡口线是否存在交点：若存在交点，则进行交点替换；若不存在交点，则转入下一组相邻坡口线进行交点判断，直至全部的所述相邻坡 口线执行完毕。
坡口线自动剪裁的整体流程如图6所示，根据线条属性不同，坡口线相邻关系存在如下四种组合：line-line、line-arc/arc-line、arc-arc以及其中一段为circle，
(1)若判断相邻关系为line-line，则预设规则为：
(1.1)获取两段坡口线各自的起点和终点分别记为P1、P2、P3和P4，基于P1、P2、P3和P4拟合平面S，并将P1、P2、P3和P4投影至平面S，获取各点在平面上对应的点P1s、P2s、P3s和 P4s；
(1.2)获取直线P1sP2s与直线P3sP4s的方向d1、d2；
Figure BDA0003214898910000121
(1.3)基于‖d1×d2‖判断相邻坡口线是否相交；
若‖d1×d2‖＝0，则判断两直线平行无交点，line1和line2无需做近点替换；
若‖d1×d2‖≠0，则获取两段坡口线的交点Pr，并对line1和line2做近点替换，替换点为交点Pr，其中：
Pr＝P1s+k1d1；
Figure BDA0003214898910000131
本实施例中，将两段坡口线分别记为line1和line2，并记line1的起点为P1、终点为 P2,line2的起点为P3、终点为P4，根据P1、P2、P3和P4拟合出一个平面S，并将P1、P2、 P3和P4投影至平面S，相应的得到P1s、P2s、P3s和P4s；然后计算两条直线P1sP2s、P3sP4s的 方向d1和d2：
Figure BDA0003214898910000132
若‖d1×d2‖＝0，则两直线平行无交点，line1和line2无需做近点替换；
若‖d1×d2‖≠0，利用直线的参数方程获取交点Pr，两直线交点满足：
P1s+k1d1＝P2s+k2d2；
其中，k1和k2为待求参数。上式可转化为：
Figure BDA0003214898910000133
由于P1s、P2s、P3s和P4s共面，且两直线不平行，故该方程一定有唯一解k1和k2。两 段坡口线的交点Pr＝P1s+k1d1。对line1和line2做近点替换，替换点为交点Pr，交点替 换后的坡口参考线为最终的模板坡口线。
(1)若相邻坡口线中的第1段类型为line，第2段类型为arc，或第1段类型为arc，第2段类型为line，则通过直线-圆弧交点计算函数得出两段坡口线的交点,对应的，预设规则为：
(2.1)获取line方向dl，以及Pc到line的最近点Pnl，
Figure BDA0003214898910000134
Pnl＝P1+(Pc-P1)·dl·‖P2-P1‖
其中，line的起点记为P1、终点记为P2,arc的起点记为P3、终点记为P4、arc圆心 为Pc；
(2.2)比较‖Pc-Pnl‖与ra大小，其中，ra为arc的半径；
若‖Pc-Pnl‖>ra，即arc的圆心到点Pnl的距离大于ra，则判断直线line和圆弧arc 无交点，无需做近点替换；
若‖Pc-Pnl‖＝ra，即arc_的圆心到点Pnl的距离等于ra，则直线line_和圆弧arc_有1个交点Pnl，对line_和arc_做近点替换，替换点为交点Pn；
若‖Pc-Pnl‖<ra，即arc_的圆心到点Pnl的距离小于ra，则直线line_和圆弧arc_有2个交点，分别记为Pi1和Pi2：
Figure BDA0003214898910000141
记line_针对arc_圆心Pc的远点为Pf，
若||Pf-Pi1||<||Pf-Pi2||，则对line_和arc_做近点替换，替换点为Pi1；
若||Pf-Pi1||≥||Pf-Pi2||，则对line_和arc_做近点替换，替换点为Pi2。
(3)若相邻坡口线中的第1段类型为arc，第2段类型也为arc，则通过圆弧-圆弧 交点计算函数得出两段坡口线的交点，记第一段圆弧为arc1，第二段圆弧为arc2，对应 的预设规则为：
(3.1)获取arc1圆心Pc1到arc2圆心Pc2的方向向量
Figure BDA0003214898910000142
其中，arc1的半径为ra1、arc2的半径为ra2；
(3.2)比较‖Pc1-Pc2‖>ra1+ra2的大小：
若‖Pc1-Pc2‖>ra1+ra2，则判断两圆弧无交点，arc1和arc2无需做近点替换；
若‖Pc1-Pc2‖＝ra1+ra2，则判断两圆弧仅有1个交点Pna，对两圆弧做近点替换， 替换点为交点Pn：
Pna＝Pc1+ra1·‖dc‖；
若‖Pc1-Pc2‖<ra1+ra2，则判断两圆弧有2个交点，分别记为Pj1和Pj2：
Pj1＝Pc1+ra1·Rz(Δθ)·dc
Pj2＝Pc1+ra1·Rz(-Δθ)·dc
Figure BDA0003214898910000143
记arc1针对点Pj1的近点为Pn1，arc1针对点Pj2的近点为Pn2：
若||Pj1-Pn1||>||Pj2-Pn2||，则对arc1和arc2做近点替换，替换点为Pj2；若 ||Pj1-Pn1||≤||Pj2-Pn2||，则对arc1和arc2做近点替换，替换点为Pj1
(4)若相邻坡口线中有某一段是circle，则不计算交点。
所有相邻的坡口线都进行上述裁剪操作后，即可完成坡口线剪裁，获取最终的模板 坡口线，图5中交叉的坡口线经由本发明所示方法进行坡口线剪裁后如图7所示。
此外，作为一优选方案，所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括首尾连通校验的步骤，相邻坡口参考线中，若第1段的终点连接第2段的起点，则判断满足邻接关系；若 第1段的终点未连接第2段的起点，则依据邻接关系对各段坡口线的端点进行互换。
解析到的line、arc和circle均为坡口参考线，待切割的坡口线一般是基于坡口参考 线偏移后的轨迹。从2D图纸解析到的坡口参考线可能不满足首尾连通，即相邻两段坡口参考线须第1段的终点连接第2段的起点。相邻坡口参考线的端点连接类型有4种：“起 点-终点-起点-终点”、“起点-终点-终点-起点”、“终点-起点-起点-终点”、“终点-起点-终点 -起点”。
本实施例中，只有line连接line、line连接arc、arc连接line、arc连接arc这4种情况需要做首尾连通校验。对所有相邻坡口参考线做如下首尾连通校验操作：若相邻坡口 参考线的端点连接类型为“起点-终点-起点-终点”，则无需其他操作；若相邻坡口参考线 的端点连接类型为“起点-终点-终点-起点”,则利用line或arc的起点终点互换功能，将第2段坡口参考线的起点和终点进行互换；若相邻坡口参考线的端点连接类型为“终点-起点-起点-终点”,则利用line或arc的起点终点互换功能，将第1段坡口参考线的起点和终点进行互换；相邻坡口参考线的端点连接类型为“终点-起点-终点-起点”,则利用line或arc的起点终点互换功能，将第1段坡口参考线的起点和终点进行互换，将第2段坡口参考线 的起点和终点也进行互换。
实施例二
如图8所示，本发明还提供了一种坡口线自动剪裁装置10，包括：
相邻坡口线获取模块11，用于获取全部的相邻坡口线；
交点替换模块12，用于依据预设规则判断相邻坡口线是否存在交点：若存在交点，则进行交点替换；若不存在交点，则转入下一组相邻坡口线进行交点判断，直至全部的 所述相邻坡口线执行完毕。
优选的，所述交点替换模块12包括line-line判断子模块、line-arc判断子模块、arc-arc 判断子模块以及circle判断子模块；
所述line-line判断子模块用于依据第一预设规则判断相邻的两个line坡口线是否存 在交点，若存在交点，则进行交点替换，所述第一预设规则为：
(1.1)获取两段坡口线各自的起点和终点分别记为P1、P2、P3和P4，基于P1、P2、P3和P4拟合平面S，并将P1、P2、P3和P4投影至平面S，获取各点在平面上对应的点P1s、P2s、 P3s和P4s；
(1.2)获取直线P1sP2s与直线P3sP4s的方向d1、d2；
Figure BDA0003214898910000151
(1.3)基于‖d1×d2‖判断相邻坡口线是否相交；
若‖d1×d2‖＝0，则判断两直线平行无交点，line1和line2无需做近点替换；
若‖d1×d2‖≠0，则获取两段坡口线的交点Pr，并对line1和line2做近点替换，替换点为交点Pr，其中：
Pr＝P1s+k1d1；
Figure BDA0003214898910000161
所述line-arc判断子模块用于依据第二预设规则判断相邻的line坡口线与arc坡口线 是否存在交点，如存在交点，则进行交点替换，所述第二预设规则为
(2.1)获取line方向dl，以及Pc到line的最近点Pnl，
Figure BDA0003214898910000162
Pnl＝P1+(Pc-P1)·dl·‖P2-P1‖
其中，line的起点记为P1、终点记为P2,arc的起点记为P3、终点记为P4、arc圆心 为Pc；
(2.2)比较‖Pc-Pnl‖与ra大小，其中，ra为arc的半径；
若‖Pc-Pnl‖>ra，即arc的圆心到点Pnl的距离大于ra，则判断直线line和圆弧arc 无交点，无需做近点替换；
若‖Pc-Pnl‖＝ra，即arc_的圆心到点Pnl的距离等于ra，则直线line_和圆弧arc_有1个交点Pnl，对line_和arc_做近点替换，替换点为交点Pn；
若‖Pc-Pnl‖<ra，即arc_的圆心到点Pnl的距离小于ra，则直线line_和圆弧arc_有2个交点，分别记为Pi1和Pi2：
Figure BDA0003214898910000163
记line_针对arc_圆心Pc的远点为Pf，
若||Pf-Pi1||<||Pf-Pi2||，则对line_和arc_做近点替换，替换点为Pi1；
若||Pf-Pi1||≥||Pf-Pi2||，则对line_和arc_做近点替换，替换点为Pi2。
所述arc-arc判断子模块用于依据第三预设规则判断相邻的两个arc坡口线是否存在 交点，若存在交点，则进行交点替换，所述第三预设规则为：
(3.1)获取arc1圆心Pc1到arc2圆心Pc2的方向向量
Figure BDA0003214898910000164
其中，第一段圆弧为arc1，第二段圆弧为arc2，arc1的半径为ra1、arc2的半径为ra2；
(3.2)比较‖Pc1-Pc2‖>ra1+ra2的大小：
若‖Pc1-Pc2‖>ra1+ra2，则判断两圆弧无交点，arc1和arc2无需做近点替换；
若‖Pc1-Pc2‖＝ra1+ra2，则判断两圆弧仅有1个交点Pna，对两圆弧做近点替换，
替换点为交点Pn：
Pna＝Pc1+ra1·‖dc‖；
若‖Pc1-Pc2‖<ra1+ra2，则判断两圆弧有2个交点，分别记为Pj1和Pj2：
Pj1＝Pc1+ra1·Rz(Δθ)·dc
Pj2＝Pc1+ra1·Rz(-Δθ)·dc
Figure BDA0003214898910000171
记arc1针对点Pj1的近点为Pn1，arc1针对点Pj2的近点为Pn2：
若||Pj1-Pn1||＞||Pj2-Pn2||，则对arc1和arc2做近点替换，替换点为Pj2；若||Pj1-Pn1||≤||Pj2-Pn2||，则对arc1和arc2做近点替换，替换点为Pj1。
所述circle执行子模块用于当判断相邻坡口线中其中一段为circle，则不计算交点转 入下一组相邻坡口线判断。
优选的，本发明所示的一种坡口线自动剪裁装置10还包括首尾连通校验模块，所述 尾连通校验模块用于判断相邻坡口参考线是否满足邻接关系，若相邻坡口参考线中第1段的终点连接第2段的起点，则判断满足邻居关系，若邻坡口参考线中第1段的终点未 连接第2段的起点，则依据邻接关系对各段坡口线的端点进行互换。
优选的，所述相邻坡口线获取模块11包括解析子模块以及偏移子模块：
所述解析子模块用于依据预设规则解析工件模板的2D图纸，将所述2D图纸的直线实体、圆弧实体以及、圆实体分别依照预设规则转换为line数据结构、arc数据结构以 及circle数据结构，以获取多个模板参考线Si(i＝1,2,..,Ns)，Ns表示参考线总个数；
所述line数据结构的成员变量包含所述直线起点3D坐标和含所述直线终点的3D坐 标，所述line数据结构的成员函数包括线偏移计算函数、直线中点计算函数、直线近 点计算函数、直线远点计算函数以及直线近点替换函数、直线远点替换函数、直线起点 终点互换函数中一种或多种的组合；
所述arc数据结构的成员变量包含圆弧起点3D坐标、圆弧终点3D坐标和圆弧圆心3D坐标、圆弧半径以及优劣弧中一种或多种的组合，所述arc数据结构的成员函数包括 圆弧偏移计算函数、圆弧中点计算函数、圆弧近点计算函数、圆弧远点计算函数以及圆 弧近点替换函数、圆弧远点替换函数、圆弧起点终点互换函数等功能函数中一种或多种 的组合；
所述circle数据结构的成员变量包含圆实体圆心3D坐标和圆实体半径中一种或多 种的组合，所述circle数据结构的成员函数包括圆偏移计算函数。
所述偏移子模块用于依据预设方向与预设距离偏移全部所述模板参考线Si，以获取 对应的坡口线，所述坡口线的相邻关系与所述2D图纸中直线、圆弧、圆实体之间的相邻关系相同设置。
实施例三
图9所示是本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，如可以执行程序的 智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、机架式服务器、刀片式服务器、塔式 服务器或机柜式服务器(包括独立的服务器，或者多个服务器所组成的服务器集群)等。 本实施例的计算机设备20至少包括但不限于：可通过系统总线相互通信连接的存储器21、 处理器22，如图9所示。需要指出的是，图9仅示出了具有组件21-22的计算机设备20， 但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
本实施例中，存储器21(即可读存储介质)包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储 器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、 只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)， 存储器21也可以是计算机设备20的外部存储设备，例如该计算机设备20上配备的插接 式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪 存卡(Flash Card)等。当然，存储器21还可以既包括计算机设备20的内部存储单元也 包括其外部存储设备。本实施例中，存储器21通常用于存储安装于计算机设备20的操 作系统和各类应用软件，例如方法实施例中的坡口线自动剪裁装置的程序代码等。此外， 存储器21还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
处理器22在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制 器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器22通常用于控制计算机设备20的总体操作。本实施例中，处理器22用于运行存储器21中存储的程序代码或者处理 数据，例如运行坡口线自动剪裁装置10，以实现方法实施例中的运行坡口线自动剪裁方 法。
实施例四
本申请还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、 只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、 磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，程序 被处理器执行时实现相应功能。本实施例的计算机可读存储介质用于存储坡口线自动剪 裁装置的程序代码，被处理器执行时实现方法实施例中的运行坡口线自动剪裁方法。
需要说明的是，在不冲突情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明 说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技 术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种坡口线自动剪裁方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1获取全部的相邻坡口线；
S2依据预设规则判断相邻坡口线是否存在交点：若存在交点，则进行交点替换；若不存在交点，则转入下一组相邻坡口线进行交点判断，直至全部的所述相邻坡口线执行完毕。
2.根据权利要求1所述的一种坡口线自动剪裁方法，其特征在于，所述步骤S2中，若相邻坡口线为line-line，则预设规则为：
(1.1)获取两段坡口线各自的起点和终点分别记为P1、P2、P3和P4，基于P1、P2、P3和P4拟合平面S，并将P1、P2、P3和P4投影至平面S，获取各点在平面上对应的点P1s、P2s、P3s和P4s；
(1.2)获取直线P1sP2s与直线P3sP4s的方向d1、d2；
Figure FDA0003214898900000011
(1.3)基于||d1×d2||判断相邻坡口线是否相交；
若||d1×d2||＝0，则判断两直线平行无交点，linel和line2无需做近点替换；
若||d1×d2||≠0，则获取两段坡口线的交点Pr，并对line1和line2做近点替换，替换点为交点Pr，其中：
Pr＝P1s+k1d1；
Figure FDA0003214898900000012
3.根据权利要求1所述的一种坡口线自动剪裁方法，其特征在于，若相邻坡口线为line-arc或为arc-line，则预设规则为：
(2.1)获取line方向dl，以及Pc到line的最近点Pnl，
Figure FDA0003214898900000013
Pnl＝P1+(Pc-P1)·dl·||P2-P1||
其中，line的起点记为P1、终点记为P2，arc的起点记为P3、终点记为P4、arc圆心为Pc；
(2.2)比较||Pc-Pnl||与ra大小，其中，ra为arc的半径；
若||Pc-Pnl||＞ra，即arc的圆心到点Pnl的距离大于ra，则判断直线line和圆弧arc无交点，无需做近点替换；
若||Pc-Pnl||＝ra，即arc_的圆心到点Pnl的距离等于ra，则直线line_和圆弧arc_有1个交点Pnl，对line_和arc_做近点替换，替换点为交点Pn；
若||Pc-Pnl||＜ra，即arc_的圆心到点Pnl的距离小于ra，则直线line_和圆弧arc_有2个交点，分别记为Pi1和Pi2：
Figure FDA0003214898900000021
记line_针对arc_圆心Pc的远点为Pf，
若||Pf-Pi1||＜||Pf-Pi2||，则对line_和arc_做近点替换，替换点为Pi1；
若||Pf-Pi1||≥||Pf-Pi2||，则对line_和arc_做近点替换，替换点为Pi2。
4.根据权利要求1所述的一种坡口线自动剪裁方法，其特征在于，若相邻坡口线为arc-arc，则预设规则为：
(3.1)获取arcl圆心Pc1到arc2圆心Pc2的方向向量
Figure FDA0003214898900000022
其中，第一段圆弧为arc1，第二段圆弧为arc2，arc1的半径为ra1、arc2的半径为ra2；
(3.2)比较||Pc1-Pc2||＞ra1+ra2的大小：
若||Pc1-Pc2||＞ra1+ra2，则判断两圆弧无交点，arc1和arc2无需做近点替换；
若||Pc1-Pc2||＝ra1+ra2，则判断两圆弧仅有1个交点Pna，对两圆弧做近点替换，替换点为交点Pn：
Pna＝Pc1+ra1·||dc||；
若||Pc1-Pc2||＜ra1+ra2，则判断两圆弧有2个交点，分别记为Pj1和Pj2：
Pj1＝Pc1+ra1·Rz(Δθ)·dc
Pj2＝Pc1+ra1·Rz(-Δθ)·dc
Figure FDA0003214898900000023
记arcl针对点Pj1的近点为Pn1，arcl针对点Pj2的近点为Pn2：
若||Pj1-Pn1||＞||Pj2-Pn2||，则对arcl和arc2做近点替换，替换点为Pj2；若||Pj1-Pn1||≤||Pj2-Pn2||，则对arc1和arc2做近点替换，替换点为Pj1。
5.根据权利要求1所述的一种坡口线自动剪裁方法，其特征在于，所述步骤S2中，若相邻坡口线中其中一段为circle，则不计算交点转入下一组相邻坡口线判断。
6.根据权利要求1所述的一种坡口线自动剪裁方法，其特征在于，所述步骤S1和所述步骤S2之间还包括首尾连通校验的步骤，相邻坡口参考线中，若第1段参考线的终点连接第2段参考线的起点，则判断满足邻接关系；若第1段参考线的终点未连接第2段参考线的起点，则依据邻接关系对互换各段坡口线的端点。
7.根据权利要求1所述的一种坡口线自动剪裁方法，其特征在于，所述步骤S1中，获取相邻坡口线包括如下步骤：
依据预设规则解析工件模板的2D图纸，将所述2D图纸的直线实体、圆弧实体以及、圆实体分别依照预设规则转换为line数据结构、arc数据结构以及circle数据结构，以获取多个模板参考线Si(i＝1，2，..，Ns)，Ns表示参考线总个数；
依据预设方向与预设距离偏移全部所述模板参考线Si，以获取对应的坡口线，所述坡口线的相邻关系与所述2D图纸中直线、圆弧、圆实体之间的相邻关系相同设置；
所述line数据结构的成员变量包含所述直线起点3D坐标和含所述直线终点的3D坐标，所述line数据结构的成员函数包括线偏移计算函数、直线中点计算函数、直线近点计算函数、直线远点计算函数以及直线近点替换函数、直线远点替换函数、直线起点终点互换函数中一种或多种的组合；
所述arc数据结构的成员变量包含圆弧起点3D坐标、圆弧终点3D坐标和圆弧圆心3D坐标、圆弧半径以及优劣弧中一种或多种的组合，所述arc数据结构的成员函数包括圆弧偏移计算函数、圆弧中点计算函数、圆弧近点计算函数、圆弧远点计算函数以及圆弧近点替换函数、圆弧远点替换函数、圆弧起点终点互换函数等功能函数中一种或多种的组合；
所述circle数据结构的成员变量包含圆实体圆心3D坐标和圆实体半径，所述circle数据结构的成员函数包括圆偏移计算函数。
8.一种坡口线自动剪裁装置，其特征在于，包括：
相邻坡口线获取模块，用于获取全部的相邻坡口线；
交点替换模块，用于依据预设规则判断相邻坡口线是否存在交点：若存在交点，则进行交点替换；若不存在交点，则转入下一组相邻坡口线进行交点判断，直至全部的所述相邻坡口线执行完毕。
9.一种计算机设备，包括存储器、处理器以及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7任一项所述方法的步骤。
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