CN114326585A - 数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法及数控系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法及数控系统，所述方法包括：对目标图像进行内偏一个加工半径距离，得到外圈加工路径A；采用平行线切割外圈加工路径A，直线记为切割线，根据切割线与外圈加工路径A的交点确定出切割线段；将切割线段按一定规则添加到加工路径集合B；对加工路径集合B内的所有元素进行排序，以使得加工路径集合B中的相邻元素首尾依次连接后的距离总和最短，从而得到元素排序结果；将外圈加工路径A加入加工路径集合B，得到加工路径集合C，并对相邻的元素进行连接，从而将所有元素按顺序连接在一起，最后的元素排序结果作为加工路径。本发明所得到的加工路径所需要的加工时间少，提高生产效率。

Description

数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法及数控系统

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，具体涉及数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法及数控系统。

背景技术

对于像诸如家具等产品的加工生产中，特别是定制家居产品中，往往需要在产品上挖空加工出特定图形，例如，挖空加工出圆形通孔、五角星等图形。在工业生产上，通常会采用数控系统，如数控机床（常见的铣床）来完成挖空加工作业，这类数控系统需要采用铣刀来实现挖空加工，铣刀通常为圆柱形结构，也即其横截面为圆形。

对于需要挖空加工出任意的、不规则的封闭图形（即闭合图形），由于其图形本身可以是任意的形状，这就要求需要在尽可能短的时间完成挖空加工作业，而影响外壳加工作业最重要的因素之一就在于规划出合理的加工路径，避免铣刀重复游走行程而延长了挖空作业时间，以使得铣刀能够沿着规划出的加工路径进行挖空作业，缩短挖空作业时间，提高生产效率和降低生产成本。但现有对加工路径设置往往很缺乏，有极少一部分也显得耗时长，无法满足目前市场对任意封闭图形挖空加工的需求。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的之一提供数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法及数控系统，其能够解决现有技术中加工路径设置不合理而导致挖空作业时间长的问题。

本发明的目的之二提供一种数控系统，其能够解决现有技术中加工路径设置不合理而导致挖空作业时间长的问题。

实现本发明的目的之一的技术方案为：一种数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，包括以下步骤：

步骤1：获取待加工的目标图形，对所述目标图形按目标图形的轮廓内偏一个加工半径距离，内偏后的轮廓作为外圈加工路径A；

步骤2：采用若干平行线全覆盖地切割所述外圈加工路径A，且在平行线中，任意相邻的两条直线之间的距离为一个加工直径，

切割外圈加工路径A的直线记为切割线，每一条切割线与外圈加工路径A产生至少两个交点，确定出符合条件的相邻两个交点之间的线段作为切割线段，从而得到切割线段集合；

步骤3：将切割线段集合内的所有切割线段添加到加工路径集合B，加工路径集合B的元素为切割线段的两个端点，加工路径集合B初始为空集，

其中，若切割线段满足预设规则，则将切割线段与加工路径集合B中的某一个元素连接在一起而共同构成加工路径集合B中的一个元素，若不满足预设规则，则将第一条切割线切割外圈加工路径A所形成的切割线段作为一个新的元素添加到加工路径集合B中；

步骤4：对加工路径集合B内的所有元素进行排序，以使得加工路径集合B中的相邻元素首尾依次连接后的距离总和最短，从而得到元素排序结果；

步骤5：将外圈加工路径A作为最后一个元素加入经过元素排序后的加工路径集合B，得到加工路径集合C，并将加工路径集合C中相邻的元素进行连接，从而将所有元素按顺序连接在一起，连接在一起后的元素排序结果作为所述挖空加工方法的加工路径。

进一步地，所述内偏为将当前轮廓整体缩小而使得缩小后的轮廓位于当前轮廓的内部，且轮廓与当前轮廓之间的距离为一个加工半径距离。

进一步地，加工半径是指直线挖空加工的加工工具的直径，加工工具为铣刀。

进一步地，根据目标图形的整体轮廓，设定切割线切割目标图形的切割角度，切割角度包括水平方向或竖直方向或倾斜方向或其他任意切割角度方向切割目标图形。

进一步地，所述确定出符合条件的相邻两个交点之间的线段作为切割线段，其具体实现包括，

若切割线存在与外圈加工路径A的线段重合，则将切割线与外圈加工路径A上的两个端点作为有效交点，若切割线未存在与外圈加工路径A的线段重合，则将切割线与外圈加工路径A上的所有交点均为有效交点，相邻两个有效交点之间的线段作为切割线段。

进一步地，所述预设规则包括：

若加工路径集合B内当前无元素，则从切割线段集合中选择任意一条切割线段添加到加工路径集合B中；若加工路径集合B内当前存在元素，则

分别计算当前切割线段的两个端点各自到加工路径集合B中的切割线段的距离，该距离记为元素距离，元素距离是指当前切割线段的端点到加工路径集合B中的切割线段的终点之间的距离，终点是指按坐标轴从小到大排序靠后所在的端点，

若加工路径集合B中存在某一切割线段m，使得当前切割线段到加工路径集合B中的切割线段m的元素距离Y_m≤预设距离d，则将当前切割线段连接到加工路径集合B中的切割线段m，当前切割线段与切割线段m构成一个新的切割线段，也即共同成为加工路径集合B中的一个元素。

所述将当前切割线段连接到加工路径集合B中的切割线段m具体为：

如果相邻的两个切割线段之间存在连接线段，则将连接线段和这两个切割线段连接在一起而构成一个新的切割线段，依次进行下去，直至将所有可能连接在一起的切割线段连接在一起而构成一个新的切割线段，即共同成为加工路径集合B中的一个元素，连接线段是外圈加工路径A上被相邻两个切割线所形成的部分，

两个切割线段之间是否存在连接线段，可通过切割线段的端点和连接线段的端点是否重合判断，若切割线段的两个端点中至少有一个端点与连接线段的两个端点中至少一个端点重合，则此切割线段可与该连接线段相连，该连接线段两端的相邻两个切割线段则存在连接线段，

若当前切割线段到加工路径集合B中的切割线段m的元素距离Y_m＞预设距离d，则将当前切割线段添加到加工路径集合B，也即将当前切割线段作为一个新的元素而添加到加工路径集合B。

进一步地，所述终点是指按坐标轴从小到大排序靠后所在的端点，坐标轴为x坐标或y坐标，则第奇数个有效交点n和下一个有效交点n+1的连线即为切割线段，n≥1。

进一步地，若加工路径集合B中存在两个以上切割线段，分别记为切割线段m和切割线段n，且元素距离Y_m和Y_n均满足小于或等于预设距离d，即Y_m≤d且Y_n≤d，则判断Y_m与Y_n的大小，若Y_m＜Y_n，则将当前切割线段连接到切割线段m，若Y_m＞Y_n，则将当前切割线段连接到切割线段n，若Y_m=Y_n，则将当前切割线段连接到切割线段m或切割线段n。

进一步地，所述预设距离d为三倍或四倍的加工直径。

进一步地，所述步骤4中，采用蚁群算法对加工路径集合B内的所有元素进行排序。

实现本发明的目的之二的技术方案为：一种数控系统，包括，

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于运行所述程序指令，以执行所述数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法的步骤，并输出结果给执行部件；

执行部件，用于按所述输出结果作为加工路径对待加工产品进行挖空加工，得到符合目标图形的成品。

本发明的有益效果为：

1.通过率先单独计算内偏刀具半径的外圈路径，尝试精确的任意闭合图形的铣加工的边界，保证铣加工的结果轮廓能够完全符合最终预期需要。

2.通过具体的选择切割平行线的走向的选择策略，保证了得到的切割线段拐点更少，连接部分的路径总路径更短，这也同时意味着减少了加工时间，提高了加工效率。

3.通过截取轮廓路径作为连接内部加工线段集合中的元素，保证了应对复杂的任意形状的轮廓的内部连接问题，避免了不当的连接导致的加工出错的问题。

4.使用“蚁群算法”来计算任意多段路径的最短路径连接的高“时间复杂度”问题，能够以实际生产所需要的时间快速得到较优解，减少生产企业所需要投入的时间成本，也即是加工路径短而带来加工时间少，提高生产效率。

附图说明

图1为本发明的流程示意图；

图2为目标图形内偏的示意图；

图3为部分切割线切割目标图形的示意图；

图4为切割线全覆盖切割目标图像后将元素添加到加工路径集合B的示意图；

图5为将外圈加工路径A连接到加工路径集合B的元素的示意图；

图6为数控系统的示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面结合附图对本申请具体实施例作进一步的详细描述。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本申请，而非对本申请的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本申请相关的部分而非全部内容。在更加详细地讨论示例性实施例之前应当提到的是，一些示例性实施例被描述成作为流程图描绘的处理或方法。虽然流程图将各项操作（或步骤）描述成顺序的处理，但是其中的许多操作可以被并行地、并发地或者同时实施。此外，各项操作的顺序可以被重新安排。当其操作完成时所述处理可以被终止，但是还可以具有未包括在附图中的附加步骤。所述处理可以对应于方法、函数、规程、子例程、子程序等等。

如图1-图5所示，一种数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，包括以下步骤：

步骤1：获取待加工的目标图形，对所述目标图形按目标图形的轮廓内偏一个加工半径距离，内偏后的轮廓作为外圈加工路径A。

本步骤中，目标图像的轮廓内偏是指当前轮廓1整体缩小而使得缩小后的轮廓2位于当前轮廓1的内部，内偏距离即是缩小后的轮廓与当前轮廓之间的距离。参考图2，图中的1即为当前轮廓1，2为缩小后的轮廓2，该轮廓2也即是外圈加工路径A，缩小后的轮廓2与当前轮廓1之间的距离D的一半即是所需要的内偏距离，该距离D≥加工直径，加工直径是指数控系统中执行挖空加工作业的加工工具的直径，通常数控系统采用铣刀执行挖空加工作业，因此，加工直径一般是指铣刀的直径。

内偏至少一个加工直径距离目的在于在对待加工产品实际进行挖空加工时，由于铣刀自身具有一定直径，使得铣刀沿着加工路径进行挖空加工作业时，能够避免挖空出来的图形尺寸大于目标图形预设大小。当铣刀沿着内偏后的路径进行挖空加工，使得内偏之后加上铣刀直径所加工出来的直径刚好与目标图形本身（即预设）大小，使得加工产品出来的尺寸满足原本设计。

当然，在实际使用时，内偏距离可以大于加工半径距离，即内偏至少一个加工半径距离，此时加工出来的尺寸小于或等于原本设计，能够通过后续处理满足加工出来的尺寸不会超过原本设计，仍然符合市场需求。

步骤2：采用若干平行线全覆盖地切割所述外圈加工路径A，且在平行线中，任意相邻的两条直线之间的距离为一个加工直径。切割外圈加工路径A的直线记为切割线，每一条切割线与外圈加工路径A产生至少两个交点，其中，若切割线存在与外圈加工路径A的线段重合（即共线），则将切割线与外圈加工路径A上的两个端点（也即是最外围的两个交点）作为有效交点，若切割线未存在与外圈加工路径A的线段重合，则将切割线与外圈加工路径A上的所有交点均为有效交点。相邻两个有效交点之间的线段作为切割线段，切割线段必然是跨过外圈加工路径A，也即是相邻两个有效交点之间的线段必然是跨过外圈加工路径A。

所有的切割线将外圈加工路径A的所有区域均切割到，每一条切割线均可形成若干切割线段，故而将外圈加工路径A全部切割后得到切割线段集合。

在一个可选的实施方式中，根据目标图形的整体轮廓，设定切割线切割目标图形的切割角度，切割角度包括水平方向或竖直方向或倾斜方向或其他任意切割角度方向切割目标图形。例如，目标图形水平方向整体长于竖直方向，则可以水平切割线来切割目标图形，以使得最终整体的加工路径更短，加工时间更少。

参考图3，图3中的两条切割线分别为切割线3和切割线4，切割线3与外圈加工路径A存在两个重合的线段，故切割线3与外圈加工路径A的四个端点（P5-P8，即最外围的两个交点）为有效交点，交点P5和交点P6之间的线段、交点P7和交点P8之间的线段均为切割线段。而切割线4与外圈加工路径A不存在重合的线段，故切割线4与外圈加工路径A的所有交点（P1,P2,P3,P4）均为有效交点，而交点P1和交点P2之间的线段、交点P3和交点P4之间的线段均为切割线段。

本步骤中，任意两条相邻直线之间的距离为一个加工直径，目的在于保证铣刀加工过程中能够以最少次数地完成挖空作业且每一次挖空过程中不会遗留不被覆盖到的部分。

在数控系统实际使用中，可以将同一条切割线形成的有效交点按x坐标或y坐标从小到大或从大到小排序，则第奇数个有效交点n和下一个有效交点n+1的连线即为切割线段，n≥1。例如，图3中，从左到右为x坐标增大方向，则第1个有效交点和第2个有效交点、第3个有效交点与第4个有效交点之间的连线均为切割线段。

步骤3：将切割线段集合内的所有切割线段根据是否满足预设规则确定添加方式，以将切割线段添加到加工路径集合B，加工路径集合B的元素为切割线段的两个端点，加工路径集合B初始为空集。若满足预设规则，则将切割线段与加工路径集合B中的某一个元素连接在一起而共同构成加工路径集合B中的一个元素，若不满足预设规则，则将第一条切割线切割外圈加工路径A所形成的切割线段作为一个新的元素添加到加工路径集合B中，第一条切割线形成的切割线段可能不止一条，此时也是将形成的所有切割线段加入加工路径集合B中。

所述预设规则包括：

若加工路径集合B内当前无元素（即无切割线段），则从切割线段集合中选择任意一条切割线段添加到加工路径集合B中；若加工路径集合B内当前存在元素，则

分别计算当前切割线段的两个端点各自到加工路径集合B中的切割线段的距离，该距离记为元素距离，元素距离是指当前切割线段的端点到加工路径集合B中的切割线段的终点之间的距离，终点是指按坐标轴（x坐标或y坐标）从小到大排序靠后所在的端点。例如，加工路径集合B中的某一个切割线段有两个端点（a,b），按x坐标从小到大排序，则端点b排在端点a之后，则终点为端点b，故此时的元素距离即是当前切割线段的端点到端点b之间的距离，也即是两个端点之间的连线距离。

若加工路径集合B中存在某一切割线段m，使得当前切割线段到加工路径集合B中的切割线段m的元素距离Y_m≤预设距离d，则将当前切割线段连接到加工路径集合B中的切割线段m，当前切割线段与切割线段m构成一个新的切割线段，也即共同成为加工路径集合B中的一个元素。其中，若加工路径集合B中存在两个以上切割线段（记为切割线段m和切割线段n），且元素距离Y_m和Y_n均满足小于或等于预设距离d，即Y_m≤d且Y_n≤d，则判断Y_m与Y_n的大小，若Y_m＜Y_n，则将当前切割线段连接到切割线段m，若Y_m＞Y_n，则将当前切割线段连接到切割线段n，若Y_m=Y_n，则将当前切割线段连接到切割线段m或切割线段n。也即是，若存在多个切割线段，均满足当前切割线段到切割线段的元素距离在预设距离内，则将当前切割线段连接到元素距离最小所对应的切割线段而共同成为加工路径集合B中的一个元素。

所述将当前切割线段连接到加工路径集合B中的切割线段m具体为：

如果相邻的两个切割线段之间存在连接线段，则将连接线段和这两个切割线段连接在一起而构成一个新的切割线段，依次进行下去，直至将所有可能连接在一起的切割线段连接在一起而构成一个新的切割线段，即共同成为加工路径集合B中的一个元素。连接线段是外圈加工路径A上被相邻两个切割线所形成的部分，两个切割线段之间是否存在连接线段，可通过切割线段的端点和连接线段的端点是否重合判断，若切割线段的两个端点中至少有一个端点与连接线段的两个端点中至少一个端点重合，则此切割线段可与该连接线段相连，该连接线段两端的相邻两个切割线段则存在连接线段。参考图3，连接线段将切割线段连接在一起而构成元素B1，同样的，元素B2和元素B3也是如此。

若当前切割线段到加工路径集合B中的切割线段m的元素距离Y_m＞预设距离d，则将当前切割线段添加到加工路径集合B，也即将当前切割线段作为一个新的元素而添加到加工路径集合B。

预设距离d可为经验值，通常可以为三倍或四倍的加工直径。

参考图4，第1条切割线切割外圈加工路径A后形成两个切割线段，该两个线段均加入加工路径集合B中，分别作为加工路径集合B中的元素B1和元素B2，图4中从下往上计，第2条切割线到第8条切割线切割外圈加工路径A均各自得到两个切割线段，对应的分别到元素B1和元素B2的元素距离较近，故分别加入元素B1和元素B2，也即是第1条切割线到第8条切割线切割形成的左边部分的切割线段均作为元素B1，右边部分的切割线段均作为元素B2。第9条切割线到第23条切割线切割外圈加工路径A，对应的每条切割线段仅形成一个切割线段。第9条切割线到第23条切割线形成的切割线段按预设规则判断，且各条切割线段到元素B1和元素B2的元素距离相同，可以将这些切割线段添加到元素B1或者元素B2中，在此，将第9条切割线到第23条切割线形成的切割线段均加入到元素B1。第24条切割线至第38条切割线也均各自形成一个切割线段，这些切割线段由于到元素B1或者元素B2的元素距离均超过预设距离d，也即到元素B1和元素B2的距离都不短，故将这些切割线段作为新的元素加入到加工路径集合B，并共同作为加工路径集合B的元素B3。

步骤4：对加工路径集合B内的所有元素进行排序，以使得加工路径集合B中的相邻元素首尾依次连接后的距离总和最短，从而得到元素排序结果。

在本步骤中，可以采用蚁群算法对加工路径集合B的元素进行排序，而得到具有距离总和最短的元素排序结果。为了能够使得最终的距离总和最短，可能会改变加工路径集合B内的某些元素的原有首尾（即起点和终点）位置，即可能原先的终点作为起点而原先的起点作为终点。

参考图4，加工路径集合B包括三个元素（B1,B2,B3），元素B1的起点为J、终点为K，元素B2的起点为M、终点为N，元素B3的起点为P、终点为Q。在采用蚁群算法对这三个元素进行排序后，得到的元素排序结果为B3→B1→B2，即依次为元素B3、元素B1、元素B2。在元素排序结果中，元素B3的起点为P、终点为Q，元素B1的起点为K、终点为J，元素B2的起点为N、终点为M。相当于，元素B1和元素B2的首尾调整了。

由于蚁群算法为现有算法，在此不过多赘述。实际应用时，也可以采用其他路径算法进行优化，以得到最终的加工路径最短。

步骤5：将外圈加工路径A作为最后一个元素加入加工路径集合B，即加工路径集合B中的最后一个元素为外圈加工路径A，得到加工路径集合C。并将加工路径集合C中相邻的元素进行连接，从而将所有元素按顺序连接在一起，连接在一起后的元素排序结果作为所述挖空加工的加工路径。

例如，按前面描述的，经过排序后，加工路径集合B的元素排序结果为B3→B1→B2，而添加外圈加工路径A后，则加工路径集合C的元素排序结果为B3→B1→B2→A。

虽然加工路径集合B中的元素包括连接线段，连接线段为外圈加工路径A的一部分，但并未覆盖所有外圈加工路径A，故加工路径集合B并不能完全覆盖目标图形，还需要加上外圈加工路径A。

参考图5，在加入了元素A后，元素B3的起点为P、终点为Q，元素B1的起点为K、终点为J，元素B2的起点为N、终点为M，元素A的起点和终点均为Z。将相邻元素B3和元素B1元素连接在一起，即是将点Q和点K连接在一起，将相邻元素B1和元素B2连接在一起，即是将点J和点N连接在一起，将相邻元素B2和元素A连接在一起，即是将点M和点Z连接在一起，从而将所有元素按顺序连接在一起，从而得到最终的加工路径。

在一个可选的实施方式中，若相邻两个元素连接后的连接长度大于或等于预设连接长度，则当前相邻两个元素不连接，而是将此两个相邻元素分别作为一个独立的子加工路径，也即最终的加工路径中包括了若干个独立的子加工路径，独立的子加工路径之间不是连续的，加工工具完成一个子加工路径后，需要跳跃到另外一个独立的子加工路径继续完成挖空加工。预设连接长度为经验值，比如200mm，超过预设连接长度，则意味着此连接路径较长会导致实际挖空加工路径较长。如图5中，元素B1和元素B3沿着外圈加工路径A连接的QK的连接路径超过了预设连接长度，故而元素B1和元素B3不连接，而元素B1和元素B2沿着外圈加工路径A连接的JN未超过预设连接长度，故元素B1和元素B2连接，故此时的最终加工路径包括两个独立的子加工路径，分别记为第一子加工路径和第二子加工路径，第一子加工路径为元素B3，第二子加工路径为连接后的元素B1、元素B2和元素A的总路径。

如图6所示，本发明还涉及一种数控系统100，包括，

存储器101，用于存储程序指令；

处理器102，用于运行所述程序指令，以执行所述数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法的步骤，并输出结果给执行部件；

执行部件103，用于按所述输出结果作为加工路径对待加工产品进行挖空加工，得到符合目标图形的成品。

本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备（系统）、和计算机程序产品的流程图和／或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和／或方框图中的每一流程和／或方框、以及流程图和／或方框图中的流程和／或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包括这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：获取待加工的目标图形，对所述目标图形按目标图形的轮廓内偏一个加工半径距离，内偏后的轮廓作为外圈加工路径A；

步骤2：采用若干平行线全覆盖地切割所述外圈加工路径A，且在平行线中，任意相邻的两条直线之间的距离为一个加工直径，

切割外圈加工路径A的直线记为切割线，每一条切割线与外圈加工路径A产生至少两个交点，确定出符合条件的相邻两个交点之间的线段作为切割线段，从而得到切割线段集合；

步骤3：将切割线段集合内的所有切割线段添加到加工路径集合B，加工路径集合B的元素为切割线段的两个端点，加工路径集合B初始为空集，

其中，若切割线段满足预设规则，则将切割线段与加工路径集合B中的某一个元素连接在一起而共同构成加工路径集合B中的一个元素，若不满足预设规则，则将第一条切割线切割外圈加工路径A所形成的切割线段作为一个新的元素添加到加工路径集合B中；

步骤4：对加工路径集合B内的所有元素进行排序，以使得加工路径集合B中的相邻元素首尾依次连接后的距离总和最短，从而得到元素排序结果；

步骤5：将外圈加工路径A作为最后一个元素加入经过元素排序后的加工路径集合B，得到加工路径集合C，并将加工路径集合C中相邻的元素进行连接，从而将所有元素按顺序连接在一起，连接在一起后的元素排序结果作为所述挖空加工方法的加工路径。

2.根据权利要求1所述的数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，所述内偏为将当前轮廓整体缩小而使得缩小后的轮廓位于当前轮廓的内部，且轮廓与当前轮廓之间的距离为一个加工半径距离，

加工半径是指直线挖空加工的加工工具的直径，加工工具为铣。

3.根据权利要求1所述的数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，根据目标图形的整体轮廓，设定切割线切割目标图形的切割角度，切割角度包括水平方向或竖直方向或倾斜方向或其他任意切割角度方向切割目标图形。

4.根据权利要求1所述的数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，所述确定出符合条件的相邻两个交点之间的线段作为切割线段，其具体实现包括，

若切割线存在与外圈加工路径A的线段重合，则将切割线与外圈加工路径A上的两个端点作为有效交点，若切割线未存在与外圈加工路径A的线段重合，则将切割线与外圈加工路径A上的所有交点均为有效交点，相邻两个有效交点之间的线段作为切割线段。

5.根据权利要求1所述的数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，所述预设规则包括：

若加工路径集合B内当前无元素，则从切割线段集合中选择任意一条切割线段添加到加工路径集合B中；若加工路径集合B内当前存在元素，则

分别计算当前切割线段的两个端点各自到加工路径集合B中的切割线段的距离，该距离记为元素距离，元素距离是指当前切割线段的端点到加工路径集合B中的切割线段的终点之间的距离，终点是指按坐标轴从小到大排序靠后所在的端点，

若加工路径集合B中存在某一切割线段m，使得当前切割线段到加工路径集合B中的切割线段m的元素距离Y_m≤预设距离d，则将当前切割线段连接到加工路径集合B中的切割线段m，当前切割线段与切割线段m构成一个新的切割线段，也即共同成为加工路径集合B中的一个元素，

所述将当前切割线段连接到加工路径集合B中的切割线段m具体为：

如果相邻的两个切割线段之间存在连接线段，则将连接线段和这两个切割线段连接在一起而构成一个新的切割线段，依次进行下去，直至将所有可能连接在一起的切割线段连接在一起而构成一个新的切割线段，即共同成为加工路径集合B中的一个元素，连接线段是外圈加工路径A上被相邻两个切割线所形成的部分，

两个切割线段之间是否存在连接线段，可通过切割线段的端点和连接线段的端点是否重合判断，若切割线段的两个端点中至少有一个端点与连接线段的两个端点中至少一个端点重合，则此切割线段可与该连接线段相连，该连接线段两端的相邻两个切割线段则存在连接线段，

若当前切割线段到加工路径集合B中的切割线段m的元素距离Y_m＞预设距离d，则将当前切割线段添加到加工路径集合B，也即将当前切割线段作为一个新的元素而添加到加工路径集合B。

6.根据权利要求5所述的数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，所述终点是指按坐标轴从小到大排序靠后所在的端点，坐标轴为x坐标或y坐标，则第奇数个有效交点n和下一个有效交点n+1的连线即为切割线段，n≥1。

7.根据权利要求5所述的数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，若加工路径集合B中存在两个以上切割线段，分别记为切割线段m和切割线段n，且元素距离Y_m和Y_n均满足小于或等于预设距离d，即Y_m≤d且Y_n≤d，则判断Y_m与Y_n的大小，若Y_m＜Y_n，则将当前切割线段连接到切割线段m，若Y_m＞Y_n，则将当前切割线段连接到切割线段n，若Y_m=Y_n，则将当前切割线段连接到切割线段m或切割线段n。

8.根据权利要求7所述的数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，所述预设距离d为三倍或四倍的加工直径。

9.根据权利要求1所述的数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法，其特征在于，所述步骤4中，采用蚁群算法对加工路径集合B内的所有元素进行排序。

10.一种数控系统，包括，

存储器，用于存储程序指令；

处理器，用于运行所述程序指令，以执行如权利要求1-9任一项所述数控系统用的任意封闭图形的挖空加工方法的步骤，并输出结果给执行部件；

执行部件，用于按所述输出结果作为加工路径对待加工产品进行挖空加工，得到符合目标图形的成品。

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