假牙加工轨迹生成方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102486641A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102486641A(43)申请公布日2012.06.06(21)申请号201010572599.8(22)申请日2010.12.03(71)申请人中国科学院沈阳自动化研究所地址110016辽宁省沈阳市东陵区南塔街114号(72)发明人刘伟军张鸣李论卞宏友(74)专利代理机构沈阳科苑专利商标代理有限公司21002代理人许宗富(51)Int.Cl.G05B19/4097(2006.01)权利要求书权利要求书2页2页说明书说明书44页页附图附图44页(54)发明名称假牙加工轨迹生成方法(57)摘要一种假牙加工轨迹生成方法，属于数控加工技术领域。首先生成用于假牙粗加工的刀轨，再生成用于假牙精加工的刀轨，所述粗加工刀轨的生成分为Z向粗加工轨迹生成和-Z向粗加工轨迹生成两步，精加工刀轨的生成分为Z向精加工轨迹生成和-Z向精加工轨迹生成两步。生成粗加工轨迹的步骤为：①确定材料去除区域；②获取截交轮廓曲线集；③处理截交轮廓曲线集；④生成加工区域；⑤轨迹填充；⑥轨迹连接。生成精加工轨迹的步骤为：①确定材料去除区域；②获取截交轮廓曲线集；③处理截交轮廓曲线集；④生成加工区域；⑤轨迹填充；⑥轨迹连接。本发明可以有效解决假牙数控加工刀具轨迹规划问题，解决了手工制备假牙的效率问题和质量稳定性问题。CN102486ACN102486641A权利要求书1/2页1.一种假牙加工轨迹生成方法，其特征在于：首先生成用于假牙粗加工的刀轨，再生成用于假牙精加工的刀轨，所述粗加工刀轨的生成分为Z向粗加工轨迹生成和-Z向粗加工轨迹生成两步，精加工刀轨的生成分为Z向精加工轨迹生成和-Z向精加工轨迹生成两步。2.按照权利要求1所述假牙加工轨迹生成方法，其特征在于：所述的粗加工轨迹生成方法步骤如下：①确定材料去除区域；②获取截交轮廓曲线集；③处理截交轮廓曲线集；④生成加工区域；⑤轨迹填充；⑥轨迹连接。3.按照权利要求2所述假牙加工轨迹生成方法，其特征在于：所述确定材料去除区域步骤如下：首先采用假牙2D限定盒B2D毛胚Γ进行布尔交运算得出3D限定盒B3D，用B3D布尔减去假牙数字模型M，得到材料去除区域γtotal；用γtotal布尔减去假牙连接支撑筋板Ψ，获得Z向材料去除区域γz和-Z向材料去除区域γ-z：γtotal＝(B2D∩T)-M{γz，γ-z}＝γtotal-Ψ其中：在确定连接支撑筋板Ψ的Z高度时，先确定假牙模型的侧影轮廓线，以侧影轮廓线的最小Z值作为连接支撑筋板的Z高度值。4.按照权利要求2所述假牙加工轨迹生成方法，其特征在于：所述获取截交轮廓曲线集步骤是采用和Z轴垂直的等间距的平面集与Z向材料去除区域γz求交线，得出交线轮廓曲线集。5.按照权利要求2所述假牙加工轨迹生成方法，其特征在于：所述处理截交轮廓曲线集步骤如下：位于侧影轮廓最大和最小Z值之间的切片层中的非外层轮廓曲线，用最大轮廓线替换得到的轮廓曲线。6.按照权利要求1所述假牙加工轨迹生成方法，其特征在于：所述的精加工轨迹生成方法步骤如下：①确定精加工区域；②获取截交轮廓曲线集；③获取初始刀触点集；④生成初始刀位点；⑤干涉检查和处理；⑥轨迹连接。7.按照权利要求6所述假牙加工轨迹生成方法，其特征在于：所述确定精加工加工区域：是将假牙沿其侧影轮廓线分割，得到Z向和-Z向分割曲面，Z向加工区域即为Z向分割曲面，实际的-Z向精加工区域为-Z向分割曲面除去连接支撑筋板所得的区域。8.按照权利要求6所述假牙加工轨迹生成方法，其特征在于：所述获取截交轮廓曲线集步骤是采用平行于Z轴或和Z轴成30-60角度的平面集，截得初始轮廓曲线集。9.按照权利要求6所述假牙加工轨迹生成方法，其特征在于：所述的干涉检查和处理方法如下：计算初始刀位点p到假牙模型的最短距离d，如果最短距离小于球刀半径r，则该初始刀位点发生干涉，发生干涉时的处理方法为：在获取最短距离的同时，获得牙模上和初始刀位点具有最短距离的一点，计算该点处的曲面的法矢方向n，新的调整位置p*采用下述公式进行调整：令p*为p，重复上述过程，直到d等于球刀半径r为止：其中：r为球刀半径，d为初始刀位点p到假牙模型的最短距离，rp为矢量半径，为新调整位置的矢量半径，n为法矢方向。10.按照权利要求6所述假牙加工轨迹生成方法，其特征在于：所述的获取初始刀触点集是采用直线或双圆弧拟合的方法获取离散后的刀触点集；获取初始刀位点是获取刀触点2CN102486641A权利要求书2/2页所在曲面处的法矢量，将刀触点沿法矢量方向向外偏置一个球刀半径，得到初始刀位点。3CN102486641A说明书1/4页假牙加工轨迹生成方法技术领域[0001]本发明属于数控加工技术领域，具体涉及一种假