【摘要】 本发明提供一种散乱点云数据的五坐标NC刀轨快速生成方法，其特征在于首先建立散乱点云的空间聚类索引结构，然后基于该结构快速获取刀轨截平面数据点集，并根据截平面数据点局部微分几何性质确定该截平面数据点的法矢，以空间投影法计算该截平面数据点对应的刀位点，采用最小生成树算法对刀位点集排序生成刀轨，基于三角网格曲面模型对生成刀轨进行切削建模，检测刀轨生成精度，并基于检测结果修正刀轨生成参数，最终获取合乎精度要求的五坐标NC刀轨。实例证明该方法能快速高效获取散乱点云数据五坐标NC刀轨，并能准确检测所获取的刀轨精度，实现复杂曲面产品的快速仿行制造。 【专利类型】发明授权 【申请人】山东理工大学 【申请人类型】学校 【申请人地址】255086 山东省淄博市高新技术产业开发区高创园D座1012室 【申请人地区】中国 【申请人城市】淄博市 【申请人区县】张店区 【申请号】CN200810159744.2 【申请日】2008-11-12 【申请年份】2008 【公开公告号】CN101403907B 【公开公告日】2010-06-02 【公开公告年份】2010 【授权公告号】CN101403907B 【授权公告日】2010-06-02 【授权公告年份】2010.0 【IPC分类号】G05B19/4099; G05B19/4103; G06K9/62 【发明人】孙殿柱; 崔传辉; 朱昌志; 刘健 【主权项内容】一种散乱点云数据的五坐标NC刀轨快速生成方法，其特征在于步骤依次为：1)基于R*-tree建立散乱点云数据的空间聚类索引结构，具体是将散乱点云数据的索引结点MBR表示为四维点对象(x，y，z，r)，其中x，y，z为MBR中心坐标，r为MBR外接球半径值，采用k-means算法对散乱点云数据进行聚类分簇，建立散乱点云数据的空间聚类索引结构，具体是：①任意选取k个结点MBR中心作为索引结点的初始分簇中心；②将每个非分簇中心索引结点选择距MBR中心最近的分簇进行插入，将分裂结果规范化为四维点对象；③对于同簇结点中的N个索引结点，其四维标准化坐标为pi(xi，yi，zi，ri)，(i＝1，...，N)，将以ri为权因子计算所得的结点重心作为新分簇中心，用新分簇中心代替原分簇中心；④将新分簇中心和上一次分簇中心进行比较，如果相同则结束分簇，否则查看分簇次数是否超过最大分簇次数，如果超过最大分簇次数，则结束，否则返回步骤②，继续分簇；2)深度优先遍历散乱点云数据空间聚类索引结构，获取刀轨截平面的邻域点集，具体是通过刀轨截平面与散乱数据点云空间索引结构各层结点的位置关系，逐层查找与刀轨截平面距离小于设定邻域阈值ε的各层索引结点，最终获取与刀轨截平面距离小于设定邻域阈值ε的刀轨截平面邻域点集；3)以配对方式对获取的邻域点集进行精简，连接配对点，对连线与刀轨截平面求交获取刀轨截平面数据点，具体是依据刀轨截平面邻域点集与截平面的位置关系，将刀轨平面邻域点集划分为：位于刀轨截平面法矢正向的正邻域点集、位于刀轨截面上的截面点集、位于刀轨平面法矢反向的负邻域点集；在正邻域点集内查找负邻域点集内逐点的最近点，删除未查找到的正邻域点，在负邻域点集内查找正邻域点集内各点的最近点，并与之连线；依次求解正负邻域内点连线与刀轨截平面的交点，并接受交点将其作为刀轨截平面数据点；4)基于刀轨截平面数据点处微分几何性质计算该刀轨截面数据点的法矢；5)根据刀轨截平面数据点及其法矢、空间投影获取该刀轨截平面数据点所对应的刀位点；6)采用最小生成树法对散乱刀位点集进行排序，获得有序刀位点集生成刀轨；7)基于三角网格曲面模型对生成刀轨进行切削建模，检测刀轨生成精度，并基于检测结果修正刀轨生成参数，最终获取合乎精度要求的五坐标NC刀轨。 【当前权利人】山东理工大学 【当前专利权人地址】山东省淄博市高新技术产业开发区高创园D座1012室 【统一社会信用代码】1237000049557139X7 【引证次数】1.0 【自引次数】1.0 【家族引证次数】1.0 【家族被引证次数】25
