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专利摘要

本发明公开了基于树状拓扑结构的多方向随机抛光路径生成方法，生成步骤为：根据待抛光工件几何及工艺参数，生成完全覆盖工件表面的离散均布点阵，并将工件区域内的点作为有效点进行标记；根据有效点阵生成主干，并同样逻辑生成连接枝干，重复枝干生成，最终形成具有树状拓扑结构的多方向随机引导曲线；然后针对树状引导曲线，进行处理得到具有多方向的树状随机抛光路径；对树状随机抛光路径重新插补采样并做光顺处理等，最终生成可用于加工的随机抛光路径。本发明可根据中频误差抑制对抛光路径方向随机性和均匀性的需求，得到随机树状引导曲线，再对路径点进行提取，得到分布均匀、多方向且连续的树状随机路径，形成一种高效可行的路径生成方法。 ......

基本信息

专利类型:
发明专利
申请/专利号:
CN202210294499.6
申请日期:
2022-03-24
专利申请人:
西南交通大学
分类号:
G06F30/20 ; B24B13/00 ; G06F119/02
发明/设计人:
韩艳君，王冲，余丙军，江亮，钱林茂
权利要求: 1.基于树状拓扑结构的多方向随机抛光路径生成方法，其特征在于步骤如下：步骤一，根据待抛光工件几何参数和选取的工艺参数，生成完全覆盖工件表面的离散均布点阵，即控制点阵，并将工件区域内的点作为有效点进行标记，所有有效点形成有效点阵；步骤二，从有效点阵中随机选取一点作为起始点，生成连续过离散点且不自相交的随机曲线作为主干；步骤三，随机选择有效点阵中一使用过的有效点作为枝干起点，然后循环搜寻有效点阵中未使用过的有效点，生成连续过离散点且不自相交的随机曲线作为枝干；重复枝干生成过程，直到点阵中不存在未使用的有效点，最后主干和所有枝干形成树干，即形成了具有树状拓扑结构的多方向随机引导曲线；步骤四，以多方向随机引导曲线的边缘轮廓上任意一点作为起点，对生成的树干数据进行处理，进而生成具有多方向的树状随机抛光路径；步骤五，对生成的树状随机抛光路径进行重新插补采样，圆弧平滑过渡的后处理，最终生成可用于加工的随机抛光路径。2.根据权利要求1所述的多方向随机抛光路径生成方法，其特征在于：步骤一中，所述待抛光工件几何参数至少包括待抛光工件表面的轮廓边界、轮廓外接矩形的尺寸，所述工艺参数包括路径间距p和沿路径相邻点间距Δs；所述轮廓外接矩形内为控制点阵，所述轮廓边界内为有效点阵，介于轮廓外接矩形和轮廓边界之间的点为无效点。3.根据权利要求2所述的多方向随机抛光路径生成方法，其特征在于，所述步骤二中，生成主干的具体过程为：A1，随机选择有效点阵中一点作为主参考点，并将所述主参考点标记为已经使用，搜索该主参考点附近是否有未使用的有效点；A2，如果有未使用的有效点，更新主参考点，即将搜索到的未使用的有效点作为新的主参考点，并标记为已经使用；A3，搜索新的主参考点附近是否有未使用的有效点，重复A2过程，直至新的主参考点周围不存在未被使用的有效点为止，则跳出循环；A4，将所有主参考点依次连接，即可生成一条连续不相交的曲线，即为唯一的主干。4.根据权利要求3所述的多方向随机抛光路径生成方法，其特征在于：所述步骤三中，生成枝干的具体过程为：B1，随机选取一个已被标记的已使用的有效点作为初始枝参考点，并搜索初始枝参考点附近是否有未使用的有效点；所述初始枝参考点是主干上的点，或已生成的枝干上的点；B2，如果有未使用的有效点，更新枝参考点，即将搜索到的新有效点作为新的枝参考点，并标记为已经使用；B3，搜索新的枝参考点附近是否有未使用的有效点，重复B2过程，直至新的枝参考点周围不存在未被使用的有效点为止，则跳出循环；B4，将所有枝参考点依次连接，即可生成为与已生成树干相连接的连续不相交曲线，即为一条枝干；B5，搜寻有效点阵中是否存在未使用过的有效点，若存在，则重复B1-B4步骤，依此生成其他所有可能存在的枝干；B6，当有效点阵中不存在未使用的有效点时，则跳出此循环，所有枝干生成完毕。5.根据权利要求1所述的多方向随机抛光路径生成方法，其特征在于：所述有效点阵中的相邻点间距设定为工艺路径间距的二倍。6.根据权利要求1所述的多方向随机抛光路径生成方法，其特征在于：步骤四中，所述处理方法采用描边法、蚂蚁上树、图像识别或者等距偏置。7.根据权利要求6所述的多方向随机抛光路径生成方法，其特征在于：步骤四中，采用描边法进行路径提取的具体过程为：C1，将生成的多方向随机引导曲线起始点的右侧轮廓点作为初始路径起点；沿着树状随机引导曲线的右侧由起始点出发开始行走，行走方向设为正向，然后判断边缘轮廓是否提取完毕，即判断当前路径点是否返回路径起始点；C11，如果当前路径点没有返回起点，也不是分支点，也不是末端点，那么沿当前枝干行走至下一个路径点，并将其设为当前路径点，方向沿当前方向；C12，如果当前路径点没有返回起点，只是一个分支点，那么假设当前树干与当前路径点相邻的下一个点为P1，分支树干上与当前路径点相邻的下一个点为P2，选择P1、P2中位于右侧的点为下一个路径点：（1）如果P1在P2的右侧，则沿着当前枝干方向不变行走至下一个点，并将下一个点设为当前点，方向不变然后返回再判断当前点是否返回起点；（2）如果P2在P1的右侧且沿分支树干的反向，则沿着分支树干的反向行走至下一个点，将分支树干设为当前树干，分支树干上的相邻点设为当前点，方向为负，然后返回再判断当前点是否为返回起点；（3）如果P2在P1的右侧，则沿着分支树干的正向，则沿着分支树干的正向行走至下一个点，将分支树干设为当前树干，分支树干上的相邻点设置为当前点，方向为正，返回再判断当前点是否为返回起点；C13，如果当前点没有返回起点，只是一个末端点，则沿着当前树干反向行走至上一个点，并将上一个点设为当前点，方向设为当前方向的反向，返回再判断当前点是否为返回起点；C2，如果当前点返回起点，则跳出循环判断，生成完整的树状随机抛光路径。8.根据权利要求1所述的多方向随机抛光路径生成方法，其特征在于：所述插补是对树状随机抛光路径上的路径点进行参数细分插补，即根据步骤五中所生成的路径点，对其中相邻的路径点的位置进行计算插入新的路径点，得到新的路径点序列，最终得到顺滑的路径曲线。