本發明涉及數控加工，具體涉及一種改進的基于工藝融合的數控編程路徑優化方法。

背景技術：

1、隨著數控編程技術和計算機系統的快速發展，計算機圖形學中的許多算法已經在數控系統領域得到了實際應用和廣泛驗證。其中多邊形裁剪作為計算機圖形學的一個重要研究方向，在計算機輔助設計與制造、仿真處理等領域具有重要意義。

2、在傳統的數控機床加工中容易出現冗余切削、交點粗糙等問題，雖然技術人員能夠進行數控程序的優化，但是需要技術人員進行較長時間的學習和實踐。如果能將加工流程抽象成多邊形裁剪問題，再通過算法優化加工路徑，就可以提高加工的效率和質量，無疑會取得突破。

技術實現思路

1、為解決傳統數控機床加工中容易出現的冗余切削、交點粗糙等問題，以及技術人員需要進行長時間學習和實踐才能優化數控程序的問題，本發明提出一種改進的基于工藝融合的數控編程路徑優化方法。

2、本發明為實現上述目的，所采用的技術方案是：通過將加工流程抽象成多邊形裁剪問題，并通過算法優化加工路徑，從而提高加工的效率和質量。

3、一種改進的基于工藝融合的數控編程路徑優化方法，包括以下步驟：

4、1)給定實體多邊形e和裁剪多邊形c，根據幾何特征，依次判斷選自兩個多邊形的各一條邊ei與ci是否相交、重合；

5、2)若相交且重合，則給裁剪多邊形進行外向錯切變換，用于將兩多邊形中重合的邊或頂點進行分離；若相交且不重合，則根據二者交點個數標記當前裁剪多邊形與實體多邊形的相交性結果；

6、3)根據相交性結果和交點進出性質，構造當前的結果多邊形路徑圖；

7、4)遍歷實體多邊形和裁剪多邊形，獲取最終的工藝融合后的路徑圖。

8、所述相交性判斷為快速排斥實驗和跨立實驗。

9、所述外向錯切變換為給當前裁剪邊添加偏移量，生成新的裁剪多邊形鏈表。

10、所述根據二者交點個數標記當前裁剪多邊形與實體多邊形的相交性結果，包括：如果交點個數為偶數，則兩個多邊形進行相交標記；如果交點個數為奇數，則兩個多邊形進行不相交標記。

11、根據相交性結果和交點進出性質，構造當前的結果多邊形路徑圖，包括：

12、從實體多邊形頭指針開始遍歷，按順時針與裁剪多邊形進行求交操作，并檢查交點的進出性質，找到第一個進點，將其插入到路徑圖中；

13、從進點開始遍歷剩余裁剪多邊形，使用剩余的裁剪多邊形的邊，按逆時針與實體多邊形的邊進行求交運算，直到找到第一個出點，并插入到路徑圖中；

14、再從出點開始遍歷剩余的實體多邊形，使用剩余的實體多邊形與裁剪多邊形的邊進行求交運算，找到下一個進點；

15、依次檢驗，獲取各個進點和出點，插入路徑圖。

16、所述獲取最終的工藝融合后的路徑圖為：遍歷路徑后獲取路徑圖，從第一個進點開始實體多邊形和裁剪多邊形的交替遍歷，獲得最終的工藝融合后的路徑圖。

17、所述進點為由實體路徑進入剪裁路徑的點，所述出點為由裁剪路徑進入實體路徑的點。

18、本發明具有以下有益效果及優點：

19、1.優化加工路徑和提高效率：傳統的數控機床加工存在冗余切削和交點粗糙等問題，這會影響加工效率，浪費時間和資源。通過基于工藝融合的數控編程技術，可以通過算法優化加工路徑，避免冗余切削，減少交點粗糙，從而顯著提高加工效率。

20、2.減少技術人員學習和實踐時間：傳統數控程序的優化需要技術人員進行較長時間的學習和實踐，這對于許多企業而言可能是一項昂貴和耗時的任務。基于工藝融合的數控編程技術通過算法化的方法，使得優化加工路徑不再依賴于個別技術人員的經驗和技能水平。

技術特征：

1.一種改進的基于工藝融合的數控編程路徑優化方法，其特征在于，包括以下步驟：

2.根據權利要求1所述的一種改進的基于工藝融合的數控編程路徑優化方法，其特征在于，所述相交性判斷為快速排斥實驗和跨立實驗。

3.根據權利要求1所述的一種改進的基于工藝融合的數控編程路徑優化方法，其特征在于，所述外向錯切變換為給當前裁剪邊添加偏移量，生成新的裁剪多邊形鏈表。

4.根據權利要求1所述的一種改進的基于工藝融合的數控編程路徑優化方法，其特征在于，所述根據二者交點個數標記當前裁剪多邊形與實體多邊形的相交性結果，包括：如果交點個數為偶數，則兩個多邊形進行相交標記；如果交點個數為奇數，則兩個多邊形進行不相交標記。

5.根據權利要求1所述的一種改進的基于工藝融合的數控編程路徑優化方法，其特征在于，根據相交性結果和交點進出性質，構造當前的結果多邊形路徑圖，包括：

6.根據權利要求1所述的一種改進的基于工藝融合的數控編程路徑優化方法，其特征在于，所述獲取最終的工藝融合后的路徑圖為：遍歷路徑后獲取路徑圖，從第一個進點開始實體多邊形和裁剪多邊形的交替遍歷，獲得最終的工藝融合后的路徑圖。

7.根據權利要求1所述的一種改進的基于工藝融合的數控編程路徑優化方法，其特征在于，所述進點為由實體路徑進入剪裁路徑的點，所述出點為由裁剪路徑進入實體路徑的點。

技術總結
本發明提出一種改進的基于工藝融合的數控編程路徑優化方法，首先，根據工件的幾何特征和加工要求，將實際的加工問題轉換為多邊形裁剪問題，并建立數學模型進行求解。然后，采用新的數據結構和多邊形裁剪算法，對工藝序列的裁剪進行合并，以簡化刀具的加工路徑。最后，生成更高效可靠的工藝執行流，并將其轉換為數控代碼進行加工。該數控編程算法通過對于裁剪多邊形重合邊的外向錯切，在保證加工精確度的情況下，提高了算法的運行效率。此外，本方法還采用相交性驗證提高了算法的健壯性，避免兩個多邊形不合理的重合情況，從而提高算法的健壯性。通過仿真計算實驗，將該方法與傳統的數控編程方法進行比較，在提高加工效率和質量方面均有顯著優勢。

技術研發人員：王品,王森,劉釗,王婧如,李豪,劉毓義
受保護的技術使用者：沈陽中科數控技術股份有限公司
技術研發日：
技術公布日：2025/4/28