【摘要】 本发明公开了一种虚拟激光柔性加工过程几何仿真方法。该方法包括：1)虚拟加工平台的建立；2)基于CAD数据的轨迹规划；3)轨迹优化；4)基于加工头效应的三角简化算法；5)碰撞检测模型。利用本发明可在计算机可视化环境中观察到加工运动过程，直观显示激光加工机器人与其它设备及工件的碰撞干涉情形及不合理加工轨迹，及早预见加工缺陷，为工艺参数调整及工艺优化提供有效依据，节省人力、物力、时间与成本。 【专利类型】发明授权 【申请人】中国科学院力学研究所 【申请人类型】科研单位 【申请人地址】100190 北京市海淀区北四环西路15号 【申请人地区】中国 【申请人城市】北京市 【申请人区县】海淀区 【申请号】CN200810115468.X 【申请日】2008-06-24 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101308523B 【公开公告日】2010-06-09 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101308523B 【授权公告日】2010-06-09 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】G06F17/50 【发明人】虞钢; 钟雷; 王立新; 宁伟健; 郑彩云; 何秀丽 【主权项内容】一种激光柔性加工过程几何仿真方法，其步骤包括：1)建立虚拟加工平台：在虚拟加工环境中加入虚拟设备即虚拟激光加工机器人；虚拟激光加工机器人的建立包括几何模型的建立和控制设备几何动作的运动学模型的建立；所述几何模型指加工机器人的CAD实体模型；所述运动学模型包括其正解与运动学逆解，正解指由机器人各轴的运动量计算得加工头处的位姿，即坐标值与法向量值，逆解指由加工头处的位姿反算出机器人各轴的运动量值，反映的是机器人各关节轴值与加工头位姿间的关系；2)基于CAD数据的轨迹规划；3)轨迹优化：加工点1，2，...，n，采用C空间法计算任两点i，j(i＝1，2，...，n；j＝1，2，...，n)的无碰撞最短轨迹，计算加工点i，j之间的无碰撞最短轨迹方法如下：(a)确定碰撞点为p；(b)建立通过p点和j点的连线的w个平面与模具型面相交得到w条交线；(c)取w条交线中的最短交线，即为加工点i，j之间的无碰撞最短轨迹；两点轨迹算出后采用蚂蚁算法计算加工这n个加工点的最优加工轨迹；4)三角简化算法：针对激光加工的特点，为保证虚拟环境中运动实体显示实时性，设计了一种基于网格覆盖、误差控制及加工头尺寸效应的三角网格简化算法；该算法首先对三角网格寻找一种初始的简化网格覆盖T，给出相应的初始覆盖网格点集V，进一步通过凸点提取的方法细化网格，同时考虑加工头尺寸效应加工头直径Dt的影响；相应的误差可以通过两个重要指标误差最大值Dmax及误差最小值Dmin来控制；5)碰撞检测模型：为避免时间步长问题以及为提高几何仿真过程的实时性，利用包容球扫略体模型与加工件实体三角网格进行求交计算。 【当前权利人】中国科学院力学研究所 【当前专利权人地址】北京市海淀区北四环西路15号 【统一社会信用代码】1210000040001222XA 【引证次数】5.0 【自引次数】4.0 【他引次数】1.0 【家族引证次数】5.0 【家族被引证次数】4
