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CN111198535B - 一种曲面加工路径的确定方法及装置 - Google Patents

一种曲面加工路径的确定方法及装置 Download PDF

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CN111198535B
CN111198535B CN201911418905.XA CN201911418905A CN111198535B CN 111198535 B CN111198535 B CN 111198535B CN 201911418905 A CN201911418905 A CN 201911418905A CN 111198535 B CN111198535 B CN 111198535B
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Abstract

本发明实施例提供了一种曲面加工路径的确定方法及装置，应用于曲面加工领域。所述曲面加工路径的确定方法包括：对目标曲面的第一加工线进行等间隔取点，获得至少一个第一分隔点；根据所述第一分隔点的类型，确定与每一所述第一分隔点对应的线段；根据所述线段的类型，确定所述目标曲面的加工路径。本发明实施例提供的技术方案，通过细分曲面，进行加工路径的规划，以解决现有技术中在规划复杂曲面的加工路径时，存在精度较低的问题。

Description

一种曲面加工路径的确定方法及装置
技术领域
本发明涉及曲面加工技术领域，尤其涉及一种曲面加工路径的确定方法及装置。
背景技术
随着数控领域的快速发展，与数控机床相关的软硬件均取得了长足发展。其中，与数控机床关联的软件控制领域，已经从传统的二维加工向三维加工过渡。在三维加工中，由于待加工工件的加工面不再像二维加工中由简单的平面组成，而是可能存在多种类型的曲面，比如可展直纹面、不可展直纹面、非直纹面等。一个曲面可以单独由某一类型的曲面组成，也可以由多种类型的曲面组成，正是由于曲面的这种复杂性，造成了对其进行路径规划的难点。传统的针对复杂曲面的路径规划，是将复杂曲面先看成由单一类型的曲面组成，再进行路径规划。对于由不同类型的曲面组成的复杂曲面，通过前述方法确定出来的加工路径，存在精度较低的问题。
发明内容
本发明实施例提供了一种曲面加工路径的确定方法及装置，以解决现有技术中在规划复杂曲面的加工路径时，存在精度较低的问题。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了以下技术方案：
第一方面，本发明实施例提供了一种曲面加工路径的确定方法，包括：
对目标曲面的第一加工线进行等间隔取点，获得至少一个第一分隔点；其中，相邻两个所述第一分隔点之间的间隔为预设加工间隔；
根据所述第一分隔点的类型，确定与每一所述第一分隔点对应的线段；其中，所述第一分隔点的类型包括：直纹点和非直纹点；所述线段的一端点为所述第一分隔点，所述线段的另一端点为所述目标曲面的第二加工线上的点；
根据所述线段的类型，确定所述目标曲面的加工路径。
第二方面，本发明实施例提供了一种曲面加工路径的确定装置，包括：
分隔点获取模块，用于对目标曲面的第一加工线进行等间隔取点，获得至少一个第一分隔点；其中，相邻两个所述第一分隔点之间的间隔为预设加工间隔；
第一确定模块，用于根据所述分隔点获取模块获取的所述第一分隔点的类型，确定与每一所述第一分隔点对应的线段；其中，所述第一分隔点的类型包括：直纹点和非直纹点；所述线段的一端点为所述第一分隔点，所述线段的另一端点为所述目标曲面的第二加工线上的点；所述第一分隔点为直纹点时，所述第一分隔点对应的线段的类型为直纹线段；所述第一分隔点为非直纹点时，所述第一分隔点对应的线段的类型为非直纹线段；
第二确定模块，用于根据所述第一确定模块确定的所述线段的类型，确定所述目标曲面的加工路径。
第三方面，本发明实施例提供了一种电子设备，所述电子设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上所述的曲面加工路径的确定方法中的步骤。
第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述的曲面加工路径的确定方法中的步骤。
本发明实施例中，在规划一个曲面的加工路径时，先对曲面的一加工线按照加工间隔进行等间隔取点。然后根据得到的每一分隔点对应的线段(直纹线段或非直纹线段)，确定该曲面的加工路径。其中，分隔点对应的线段的类型，反应出了曲面的组成结构。直纹线段的存在说明该曲面存在直纹面，非直纹线段的存在说明该曲面存在非指纹面，因此，本发明实施例实质上是通过细分曲面，针对不同的曲面类型，进行加工路径的规划，从而提高加工路径的精度。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例的描述中所需使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的曲面加工路径的确定方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的目标曲面的示意图之一；
图3为本发明实施例提供的目标曲面的示意图之二；
图4为本发明实施例提供的步骤102的子步骤的流程示意图；
图5为本发明实施例提供的目标曲面的示意图之三；
图6为本发明实施例提供的步骤103的子步骤的流程示意图之一；
图7为本发明实施例提供的步骤103的子步骤的流程示意图之二；
图8为本发明实施例提供的示例的流程示意图；
图9为本发明实施例提供的目标曲面的示意图之四；
图10为本发明实施例提供的目标曲面的示意图之五；
图11为本发明实施例提供的目标曲面的示意图之六；
图12为本发明实施例提供的目标曲面的示意图之七；
图13为本发明实施例提供的曲面加工路径的确定装置的框图；
图14为本发明实施例提供的电子设备的框图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，均属于本发明保护的范围。
依据本发明实施例的一个方面，提供了一种曲面加工路径的确定方法。
如图1所示，该曲面加工路径的确定方法包括：
步骤101：对目标曲面的第一加工线进行等间隔取点，获得至少一个第一分隔点。
目标曲面可以是待加工工件的一个加工面。第一加工线可以是：在预设加工方向上，目标曲面的起始加工边缘线。加工刀头对目标曲面进行加工时，从该起始加工边缘线开始进行加工。该预设加工方向为加工刀头一次作业时的移动方向。例如，如图2所示，加工刀头沿由上到下的方向对目标曲面200 进行加工时，加工刀头从目标曲面200的上边缘线开始进行加工，则上边缘线为起始加工边缘线。此时，第一加工线为上边缘线，该上边缘线也可以称为上加工线，用L1表示。与上边缘线对应的下边缘线为目标曲面的第二加工线，也可以称为下加工线，用L2表示。
本步骤中，对第一加工线等间隔取点时，可以按照加工间隔进行取点，使得相邻两个分隔点(即第一分隔点)之间的间隔为加工间隔。该加工间隔可以为预设加工间隔，具体数值可根据实际需求设置。
对第一加工线等间隔取点后得到的第一分隔点的数量，由第一加工线的长度和加工间隔的大小决定。假设，第一加工线的长度为M，加工间隔为d，则第一分隔点的数量为floor(M/d)，其中，floor表示向下取整。
步骤102：根据第一分隔点的类型，确定与每一第一分隔点对应的线段。
第一分隔点的类型可以包括：直纹点和非直纹点。在所有第一分隔点中，可能一部分分隔点为直纹点，另一部分分隔点为非指纹点；还可能所有分隔点均为直纹点或均为非直纹点。第一分隔点为直纹点时，第一分隔点对应的线段的类型为直纹线段。第一分隔点为非直纹点时，第一分隔点对应的线段的类型为非直纹线段。
对于与每一第一分隔点对应的线段，其一端点为第一分隔点，另一端点为第二加工线上的点。
步骤103：根据与每一第一分隔点对应的线段的类型，确定目标曲面的加工路径。
本发明实施例中，在获得与每一第一分隔点对应的线段之后，可以按照与线段的类型对应的预设算法，确定目标曲面的加工路径。
由前述描述可知，本发明实施例中，在规划一个曲面(即目标曲面)的加工路径时，先对曲面的一加工线按照加工间隔进行等间隔取点。然后根据得到的每一分隔点(即第一分隔点)对应的线段(直纹线段或非直纹线段)，确定该曲面的加工路径。其中，分隔点对应的线段的类型，反应出了曲面的组成结构。直纹线段的存在说明该曲面存在直纹面，非直纹线段的存在说明该曲面存在非直纹面，因此，本发明实施例实质上是通过细分曲面，并针对不同类型的曲面，进行加工路径的规划，从而提高加工路径的精度。
可选地，本发明实施例提供了一种确定第一分隔点的类型的方法，该方法包括：
确定每一第一分隔点在目标曲面上的法向量。根据每一第一分隔点在目标曲面上的法向量，分别生成目标曲面在每一第一分隔点处的第一切平面。
若该第一切平面与目标曲面相交且相交线段为直线，则确定该第一切平面对应的第一分隔点为直纹点，该相交线段为与第一分隔点对应的线段，该相交线段的类型为直纹线段。如图3所示，目标曲面200在分隔点X处的第一切平面300，与目标曲面200的相交线段为线段L。
若该第一切平面与目标曲面相交但相交线段不为直线，或该第一切平面与目标曲面不相交，则确定该第一切平面对应的第一分隔点为非直纹点。
可选地，本发明实施例提供了一种在第一分隔点的类型为非直纹点的情况下，根据第一分隔点的类型，确定与每一第一分隔点对应的线段的方法，如下所述：
如图4所示，步骤102：根据第一分隔点的类型，确定与每一第一分隔点对应的线段，可以包括：
步骤1021：按照第一加工线的加工方向，在至少一个第一分隔点中确定连续排列的非直纹点，获得至少一组连续排序的非直纹点。
第一加工线的加工方向为目标曲面整体的加工方向。例如，如图2所示，从整体加工过程来看，对目标曲面从左向右加工时，第一加工线的加工方向为由左到右。
本步骤中，按照第一加工线的加工方向，在第一分隔点中确定连续排序的非直纹点。假设，X表示直纹点，Y表示非直纹点，在第一加工线的加工方向上第一分隔点依次为：Y1、Y2、Y3、X1、X2、X3、X4、Y4、Y5、X5、X6、Y6、Y7、Y8、Y9，则连续排列的非直纹点分别为：Y1、Y2、Y3，Y4、 Y5以及Y6、Y7、Y8、Y9，这样则获得三组连续排列的非直纹点。
步骤1022：对第一目标点和第二目标点之间的第二加工线进行等间隔取点，获得第一预设数量的第二分隔点。
第一目标点和第二目标点为第二加工线上的点。对第一目标点和第二目标点之间的第二加工线进行等间隔取点的意思为：在第二加工线上，对第一目标点与第二目标点之间的线段进行等间隔取点。第二分隔点的数量(即第一预设数量)为一组连续排列的非直纹点的数量。
其中，在一组连续的非直纹点之前不存在直纹点时，第一目标点为第二加工线在加工方向上的起点。在一组连续排列的非直纹点之前存在直纹点时，第一目标点为：第一目标直纹点对应的直纹线段与第二加工线的交点，第一目标直纹点为：与一组连续排列的非直纹点中的第一个非直纹点相邻的直纹点。
继续以前文示例为例说明，假设，对于连续排列的非直纹点：Y1、Y2、 Y3，称为第一非直纹点组；对于连续排列的非直纹点：Y4、Y5，称为第二非直纹点组；对于连续排列的非直纹点：Y6、Y7、Y8、Y9，称为第三非直纹点组。以第一非直纹点组和第二非直纹点组为例，对于第一非直纹点组而言，其之前不存在直纹点，则第一目标点为第二加工线在加工方向上的起点。对于第二非直纹点组而言，其之前存在直纹点，则第二目标点为直纹点X4 对应的直纹线段与第二加工线的交点。而直纹点X4与第二非直纹点组中的第一个非直纹点Y4相邻，因此，直纹点X4为第一目标直纹点。
其中，在一组连续排列的非直纹点之后不存在直纹点时，第二目标点为第二加工线在加工方向上的终点。在一组连续排列的非直纹点之后存在直纹点时，第二目标点为：第二目标直纹点对应的直纹线段与所述第二加工线的交点，第二目标直纹点为：与一组连续排列的非直纹点中的最后一个非直纹点相邻的直纹点。
继续以前文示例中的第二非直纹点组和第三非直纹点组为例，对于第二非直纹点组而言，其之后存在直纹点，则第二目标点为直纹点X5对应的直纹线段与第二加工线的交点。而直纹点X5与第二非直纹点组中的最后一个非直纹点Y5相邻，因此，直纹点X5为第二目标直纹点。对于第三非直纹点组而言，其之后不存在直纹点，则第二目标点为第二加工线在加工方向上的终点。
其中，关于第二加工线的加工方向的解释可以参考前文对第一加工线的加工方向的解释，这里便不再进行赘述。一般第二加工线与第一加工线的加工方向相同。
步骤1023：将每组连续排序的非直纹点与对应的第二分隔点的连线线段，确定为作为非直纹点的第一分隔点对应的线段。
其中，每组连续排序的非直纹点与对应的第二分隔点的连线线段的类型为非直纹线段。
在获得第二分隔点后，按照第一加工线和第二加工线的加工方向，将每组连续排序的非直纹点，依次与对应的第二分隔点进行连线，得到连线线段，并将该连线线段确定为分隔点类型为非直纹点的第一分隔点对应的线段。
例如，以前文示例中的第二非直纹点组为例，如图5所示，第二非直纹点组对应的第一目标点和第二目标点分别为：直纹点X4对应的直纹线段L3 与第二加工线L2的交点O1，直纹点X5对应的直纹线段L4与第二加工线 L2的交点O2。第二非直纹点组中的非直纹点的数量为2个，则在O1与O2 之间等间隔取两个点：p1和p2。将非直纹点Y4与p1连线，得到与非直纹点Y4对应的非直纹线段L5。将非直纹点Y5与p2连线，得到与非直纹点 Y5对应的非直纹线段L6。
可选地，本发明实施例提供了一种在第一分隔点的类型为非直纹点的情况下，根据与每一第一分隔点对应的线段，确定目标曲面的加工路径的方法，如下所述：
如图6所示，步骤103：根据与每一第一分隔点对应的线段，确定所述目标曲面的加工路径，包括：
步骤1031：将步骤1023得到的连线线段离散为第二预设数量的第一离散点。
本发明实施例中，在得到线段类型为非直纹线段的连线线段后，可以将连线线段离散为第二预设数量的第一离散点。第二预设数量可根据实际需求设置，本发明实施例对此不进行限定。
步骤1032：获取第一离散点中的目标离散点对应的平均向量。
本发明实施例中，在将连线线段离散为第二预设量的第一离散点后，获取第一离散点中的目标离散点对应的平均向量。
其中，目标离散点为：第一离散点中到目标曲面的距离最小的所有离散点。目标离散点对应的平均向量为：目标离散点在目标曲面上的法向量的平均向量(即平均值)。
步骤1033：将步骤1023得到的连线线段向平均向量的方向偏移预设距离后得到的线段，确定为目标曲面的加工路径。
本发明实施例中，在得到目标离散点对应的平均向量后，将连线线段向平均向量的方向偏移预设距离，即可得到目标曲面的加工路径。
其中，这里所述的预设距离为：第一离散点到目标曲面的最大距离值与预设加工半径之和。这里所述的加工半径为用于加工目标曲面的加工刀头的加工半径。
可选地，本发明实施例提供了一种在第一分隔点的类型为直纹点的情况下，根据第一分隔点的类型，确定与每一第一分隔点对应的线段的方法，如下所述：
步骤102：根据第一分隔点的类型，确定与每一第一分隔点对应的线段，包括：
在第一分隔点的类型为直纹点的情况下，将第一切平面与目标曲面的相交线段，确定为作为直纹点的第一分隔点对应的线段。
其中，第一切平面为目标曲面在第一分隔点处的切平面。第一切平面与目标曲面的相交线段的类型为直纹线段。
由前文对确定第一分隔点的类型的方法的描述中可以得知，对于分隔点类型为直纹点的第一分隔点，其对应的线段为第一切平面与目标曲面的相交线段。
可选地，本发明实施例提供了一种在第一分隔点的类型为直纹点的情况下，根据与每一第一分隔点对应的线段，确定目标曲面的加工路径的方法，如下所述：
如图7所示，步骤103：根据与每一第一分隔点对应的线段，确定目标曲面的加工路径，包括：
步骤1034：将第一切平面与目标曲面的相交线段，分别离散为第三预设数量的第二离散点。
本发明实施例中，在确定分隔点类型为直纹点的第一分隔点对应的线段 (即相交线段)后，可以将每条相交线段分别离散为第三预设数量的第二离散点。这里所述的第三预设数量可以根据实际需求设置，本发明实施例对此不进行限定。
步骤1035：在预设容差范围内，若一条相交线段对应的第二离散点在目标曲面上的法向量的方向均相同，则根据该相交线段和第一预设算法，确定目标曲面的加工路径。
在预设容差范围内，如果一条相交线段上的第二离散点在目标曲面上的法向量的方向均相同，则该相交线段为可展直纹线段，则可以采用针对可展直纹 线段确定加工路径的预设算法(即第一预设算法)，确定目标曲面的加工路径。
可选地，这里所述的第一预设算法可以是：在相交线段为可展直纹线段的情况下，将该相交线段向第一向量的方向，偏移预设加工半径。偏移预设加工半径后得到的线段，则为目标曲面的加工路径。其中，第一向量为该相交线段对应的第二离散点在目标曲面上的法向量。预设加工半径为用于加工目标曲面的加工刀头的半径。
这里所述的预设容差范围可以根据实际需求设置，本发明实施例对此不进行限定。
步骤1036：在预设容差范围内，若一条相交线段对应的第二离散点在目标曲面上的法向量的方向不相同，则根据该相交线段和第二预设算法，确定目标曲面的加工路径。
在预设容差范围内，如果一条相交线段上的第二离散点在目标曲面上的法向量的方向不相同，则该相交线段为不可展直纹线段，则可以采用针对可展直纹 线段确定加工路径的预设算法(即第二预设算法)，确定目标曲面的加工路径。
可选地，这里所述的第二预设算法可以是：在相交线段为不可展直纹线段的情况下，将该相交线段向第二向量的方向，偏移预设加工距离。偏移预设加工距离后得到的线段，则为目标曲面的加工路径。其中，第二向量为该相交线段对应的第二离散点在目标曲面上的法向量的平均向量。
其中，预设加工距离可以通过如下方式进行确定：以相交线段(不可展直纹线段)为边，沿第二向量的方向对该边进行拉伸，得到带边界的第一平面。计算相交线段与第二向量的叉乘向量。沿该叉乘向量的正方向将该第一平面平移加工刀头半径的距离得到第二平面，沿该叉乘向量的负方向将该第二平面平移加工刀头半径的距离得到第三平面。以第二平面、第三平面为截取面，对目标曲面进行截取得到切割曲面。将切割曲面离散为多个曲面离散点。针对每个曲面离散点，确定加工刀头圆柱体表面过曲面离散点时，加工刀头圆柱体轴线到相交线段的距离。将加工刀头圆柱体轴线到相交线段的最大距离，确定为该预设加工距离。
其中，针对每个曲面离散点，确定加工刀头圆柱体表面过曲面离散点时，加工刀头圆柱体轴线到相交线段的距离，可以包括：以相交线段对应的向量为法向量，以相交线段的起点为坐标点创建投影平面。以相交线段的起点为坐标点，以第二向量为方向向量，创建投影线。确定曲面离散点投影至投影平面中的第一投影点。将第一投影点向创景的投影线投影，得到第二投影点以及投影距离。确定第二投影点与相交线段的起点的间距。依据该间距、投影距离以及加工刀头直径，确定加工刀头圆柱体表面过曲面离散点时加工刀头圆柱体轴线到相交线段的距离。其中，相交线段的起点为在第一加工线上的端点。相交线段的终点为相交线段在第二加工线上的端点。
为了更好地理解本发明实施例提供的曲面加工路径的确定方法，下面再以一示例加以说明，该示例的流程可参见图8。
在该示例中，目标曲面用S表示，第一加工线为目标曲面S的上加工线 L1，第二加工线目标曲面S的下加工线L2，加工间隔为d，加工刀头半径为 D。
[1]确定目标曲面S的上加工线L1和下加工线L2，并对上加工线L1进行等间隔取点，然后将所得的分隔点(即第一分隔点)按照获取先后顺序依次存入集合Q中，Q＝{q1、q2、q3、…、qn}。
其中，取点间隔为加工间隔d，共获得floor(L1/d)个分隔点，其中floor 表示向下取整。
[2]针对集合Q中的分隔点进行类型判断。
例如，对于分隔点q1，求出该分隔点在目标曲面S上的法向量N1。然后，通过分隔点q1和法向量N1，作目标曲面S在分隔点q1处的切平面(即第一切平面)。如果该切平面与目标曲面S相交并且相交线段为直线，则称该分隔点q1为直纹点，称该相交线段为分隔点q1的直纹线段。如果该切平面与目标曲面S不相交或相交线段不为直线，则称该分隔点为非直纹点。
[3]定义一种曲面容器，该曲面容器中可放置直纹线段、非直纹点或两者的组合。一个目标曲面可能有对应有一个或多个曲面容器。
[4]使用[2]中所述的分隔点类型的判断方法，对集合Q中的所有分隔点依次进行判断。根据判断结果，将直纹点的直纹线段和/或非直纹点，按照预设的放置规则放入[3]中定义的曲面容器中。
其中，放置规则可以如下所述：
1)集合Q中的第一个分隔点q1为直纹点时，将分隔点q1对应的直纹线段放入曲面容器R1中。然后依次对分隔点q1之后的分隔点进行判断。对于之后被判断为直纹点的分隔点，将其对应的直纹线段按顺序放入曲面容器 R1中。在之后的分隔点被判断为非直纹点时，将该分隔点同样放置进曲面容器R1中。当再次判断到的分隔点为直纹点时，则新建一个曲面容器R2，按照前述方式进行放置，直至将集合Q中的所有分隔点判断完毕。曲面容器具体表现形式可以为：R1(LLLYY)、R2(LLLYYY)、R3(LLLYYY)、…、Rn(LLLYY)(或Rn(LLL))。其中，L代表直纹线段，Y代表非直纹点。可以理解的是，也可以直接将直纹点代替直纹线段放置于曲面容器中，具体情况可根据实际需求选择。
2)集合Q中的第一个分隔点q1为非直纹点时，将分隔点q1放入曲面容器R1中。然后依次对分隔点q1之后的分隔点进行判断。在之后的分隔点为非直纹点时，将其按顺序放入曲面容器R1中。在之后的分隔点被判断为直纹点时，则新建曲面容器R2，并按照1)中的放置规则放置分隔点，直至将集合Q中的所有分隔点判断完毕。曲面容器的具体表现形式为：R1(YYY)、 R2(LLLYYY)、R3(LLLYYY)、…、Rn(LLLYY)(或Rn(LLL))。
3)当集合Q中的所有分隔点均为直纹点或非直纹点时，此时目标曲面 S仅有对应有一个曲面容器。曲面容器的具体表现形式为R1(LLLLLL)或 R1(YYYYYY)。
[5]针对曲面容器中的直纹线段和/或非直纹点，进行相应的路径规划。
1)在通过[4]将集合Q中的所有分隔点放置于对应的曲面容器后，对于曲面容器中的直纹线段，分别将其离散为N个离散点(即第二离散点)，并对离散点在目标曲面S上的法向量进行判断。其中，N对应前文中的第三预设数量，N为大于或等于1的整数。
对于一条直纹线段的离散点，若所有离散点的法向量的方向在给定容差范围(即预设容差范围)内相同，则称该直纹线段为可展直纹线。对于这类线型进行路径规划时，将该直纹线段向离散点的法向量Na的方向偏移加工半径D(即预设加工半径)后得到的线段(如图11中所示的非直纹线偏移线)，即为目标曲面S的加工路径。
对于一条直纹线段的离散点，若所有离散点的法向量的方向在给定容差范围内不相同，则称该直纹线段为不可展直纹线。对于该类线型进行路径规划时，将该直纹线段向离散点在目标曲面S上的法向量的平均向量的方向，偏移加工半径D后得到的线段，即为目标曲面S的加工路径。
2)对于曲面容器中的非直纹点，在确定加工路径时，如下所述：
假设该非直纹点所在曲面容器Ri(Ri表示第i个曲面容器)。
A、当曲面容器Ri中包含直纹线段时，取曲面容器Ri中的最后一条直纹线段，记该直纹线段与目标曲面S的下加工线L2的交点为O1。当Ri之后存在曲面容器Ri+1时，取曲面容器Ri+1中的第一条直纹线段，记该直纹线段与目标曲面S的下加工线L2的交点为O2。当曲面容器Ri之后不存在曲面容器时，取目标曲面S的下加工线L2的终点(即终端点)为O2。
B、当曲面容器Ri中不包含直纹线段时，曲面容器Ri中则只可能是第一个曲面容器，此时O1取目标曲面S的下加工线L2的起点(即初始端点)。当曲面容器Ri中之后存在曲面容器Ri+1时，取曲面容器Ri+1中的第一条直纹线段，记该直纹线段与目标曲面S的下加工线L2的交点为O2。当曲面容器Ri之后不存在曲面容器时，取目标曲面S的下加工线L2的终点为O2。
C、假设曲面容器Ri中共有M个非直纹点，则相应的在下加工线L2上的O1和O2之间等间隔取M个分隔点(即第二分隔点)。然后，将曲面容器Ri中的非直纹点依次与下加工线L2中的M个分隔点进行连线，形成非直纹线段Line。
以曲面容器R1(YYY)为例，如图9所示，O1取目标曲面S的下加工线L2的起点，O2取曲面容器R2中的第一条直纹线段L7与下加工线L1的交点。曲面容器R1中共三个非直纹点，则O1与O2两点之间等间隔取三个点，分别记为：q1、q2和q3。R1中的三非直纹点分别为p1、p2和p3。则将p1于q1相连，得到非直纹线段l1；将p2于q2相连，得到非直纹线段l2；将p3于q3相连，得到非直纹线段l3。其中，图6中的L8和L9为曲面容器R2中其余两条直纹线段。
再以曲面容器R2(LLLYYY)为例，如图10所示，O1取曲面容器R2中的最后一条直纹线段L9与下加工线L1的交点。O2取曲面容器R3中的第一条直纹线段L10与下加工线L1的交点。曲面容器R2中共三个非直纹点，则O1与O2两点之间等间隔取三个点，分别记为：q4、q5和q6。曲面容器 R1中的三非直纹点分别为p4、p5和p6。则将p4于q4相连，得到非直纹线段l4；将p5于q5相连，得到非直纹线段l5；将p6于q6相连，得到非直纹线段l6。其中，图7中的L11和L12为曲面容器R3中其余两条直纹线段。
最后再以曲面容器Rn(LLLYY)为例，如图11所示，O1取曲面容器 Rn中的最后一条直纹线段L15与下加工线L2的交点，O2取下加工线L1的终点。曲面容器Rn中共两个非直纹点，则O1与O2两点之间等间隔取两个点，分别记为：q7、q8。Rn中的三非直纹点分别为p7、p8。则将p7于q7 相连，得到非直纹线段l7；将p8于q8相连，得到非直纹线段l8。其中，图 8中的L13和L14为曲面容器Rn中其余两条直纹线段。
D、将C中得到的非直纹线段离散为预设数量(即第二预设量)的离散点(即第一离散点)，并分别求到目标曲面S距离最短的离散点、最短距离和最大距离。其中，离散点到目标曲面S的最大距离记为Dmax。随后求所有到目标曲面S距离最短的离散点，在目标曲面S上的法向量的平均向量Nb。在路径规划时，则非直纹线段Line按照平均向量Nb的方向偏移Dmax+D的距离后得到的线段(如图12中所示的非直纹线偏移线)，即为目标曲面S的加工路径。
以上即为对该示例的描述。需要说明的是，该示例仅是为了更好理解本发明提供的技术方案，并不是对本发明的具体限定。
可选地，由前文示例可知，在得到至少一个第一分隔点后，可以对第一分隔点进行分组，即将第一分隔点按照预设规则放置在不同的曲面容器中，其中，分组方式可以是：
在至少一个第一分隔点均为直纹点或非直纹点的情况下，将至少一个第一分隔点划分为一个分组。
在至少一个第一分隔点包括直纹点和非直纹点的情况下，在第一加工线的加工方向上，将第一目标分隔点之前的第一分隔点，划分为一组；将第一目标分隔点以及第一目标分隔点与第二目标分隔点之间的第一分隔点划分为一组。
其中，第一目标分隔点为相邻的非直纹点与直纹点中的直纹点，第二目标分隔点为第一目标分隔点之后的第一分隔点中，相邻的非直纹点与直纹点中的直纹点。在第一加工线的加工方向上，对于这里所述的相邻的非直纹点与直纹点，非直纹点处于直纹点的前面。在不存在第二目标分隔点的情况下，将第一目标分隔点以及第一目标分隔点之后的第一分隔点，划分为一个分组。
所有第一分隔点的分组结果，可参考前文示例中放置规则下的1)至3)。对所有的第一分隔点进行分组后，在确定分隔点类型为非直纹点的第一分隔点对应的线段时，则可以更方便的对连续排列的非直纹点、第一目标点和第二目标点进行定位。
例如，对于目标分组(所有分组中的一个分组)中的非直纹点，若该目标分组中存在直纹点，则将目标分组中的最后一个直纹点(以第一加工线的加工方向为参考方向)对应的直纹线段，与第二加工线的交点，确定为第一目标点。若该目标分组中不存在直纹点，则该目标分组为第一个分组，则将第二加工线的起点(以第二加工线的加工方向为参考方向)确定为第一目标点。若该目标分组之后还存在其他分组，则将与目标分组相邻的第一分组中的第一个直纹点对应直纹线段，与第二加工线的交点，确定为第二目标点。若该目标分组之后不存在其他分组，则将第二加工线的终点确定为第一目标点。
本发明实施例中对第一分隔点进行的分组，使得每组连续排列的非直纹点被分组在不同的分组中，而每个分组最多具有一组连续排列的非直纹点，因此，可以更好对连续排列的非直纹点进行定位，同时也有利于判断连续排列的非直纹点的前或后是否存在直纹点，即判断本组中是否存在直纹点或判断前后分组中是否存在直纹点即可，使得第一目标点和第二目标点的确定过程更加明确。
综上所述，本发明实施例中，在规划一个曲面的加工路径时，先对曲面的一加工线按照加工间隔进行等间隔取点。然后根据得到的每一分隔点对应的线段(直纹线段或非直纹线段)，确定该曲面的加工路径。其中，分隔点对应的线段的类型，反应出了曲面的组成结构。直纹线段的存在说明该曲面存在直纹面，非直纹线段的存在说明该曲面存在非指纹面，因此，本发明实施例实质上是通过细分曲面，针对不同的曲面类型，进行加工路径的规划，从而提高加工路径的精度。
以上介绍了本发明实施例提供的曲面加工路径的确定方法，下面将结合附图介绍本发明实施例提供的曲面加工路径的确定装置。
依据本发明实施例的另一个方面，提供了一种曲面加工路径的确定装置，应用于服务器，能实现上述曲面加工路径的确定方法实施例中的所有细节，并能达到相同的效果，为了避免重复，此处便不再进行赘述。
如图13所示，所述曲面加工路径的确定装置包括：
分隔点获取模块1301，用于对目标曲面的第一加工线进行等间隔取点，获得至少一个第一分隔点。
其中，相邻两个所述第一分隔点之间的间隔为预设加工间隔。
第一确定模块1302，用于根据所述分隔点获取模块1301获取的所述第一分隔点的类型，确定与每一所述第一分隔点对应的线段。
其中，所述第一分隔点的类型包括：直纹点和非直纹点；所述线段的一端点为所述第一分隔点，所述线段的另一端点为所述目标曲面的第二加工线上的点；所述第一分隔点为直纹点时，所述第一分隔点对应的线段的类型为直纹线段；所述第一分隔点为非直纹点时，所述第一分隔点对应的线段的类型为非直纹线段。
第二确定模块1303，用于根据所述第一确定模块1302确定的所述线段的类型，确定所述目标曲面的加工路径。
可选地，所述第一确定模块1302包括：
第一获取单元，用于按照所述第一加工线的加工方向，在所述至少一个第一分隔点中确定连续排列的非直纹点，获得至少一组连续排序的非直纹点。
第二获取单元，用于对第一目标点和第二目标点之间的所述第二加工线进行等间隔取点，获取第一预设数量的第二分隔点。
其中，所述第一目标点和所述第二目标点为所述第二加工线上的点；所述第一预设数量为一组连续排列的非直纹点的数量；在一组连续的非直纹点之前不存在直纹点时，所述第一目标点为所述第二加工线在加工方向上的起点；在一组连续排列的非直纹点之前存在直纹点时，所述第一目标点为第一目标直纹点对应的直纹线段与所述第二加工线的交点，所述第一目标直纹点为：与一组连续排列的非直纹点中的第一个非直纹点相邻的直纹点；在一组连续排列的非直纹点之后不存在直纹点时，所述第二目标点为所述第二加工线在加工方向上的终点；在一组连续排列的非直纹点之后存在直纹点时，所述第二目标点为第二目标直纹点对应的直纹线段与所述第二加工线的交点，所述第二目标直纹点为：与一组连续排列的非直纹点中的最后一个非直纹点相邻的直纹点。
第一确定单元，用于将每组连续排序的非直纹点与对应的所述第二分隔点的连线线段，确定为作为非直纹点的所述第一分隔点对应的线段。
其中，所述连线线段的类型为非直纹线段。
可选地，所述第二确定模块1303包括：
第一离散单元，用于将所述连线线段离散为第二预设数量的第一离散点。
第三获取单元，用于获取所述第一离散点中的目标离散点对应的平均向量。
其中，所述目标离散点为所述第一离散点中到所述目标曲面的距离最小的所有离散点；所述平均向量为所述目标离散点在所述目标曲面上的法向量的平均向量。
处理单元，用于将所述连线线段向所述平均向量的方向偏移预设距离后得到的线段，确定为得到所述目标曲面的加工路径。
其中，所述预设距离为：所述第一离散点到所述目标曲面的最大距离值与预设加工半径之和。
可选地，所述第一确定模块1302包括：
第二确定单元，用于在所述第一分隔点的类型为直纹点的情况下，将第一切平面与所述目标曲面的相交线段，确定为与所述第一分隔点对应的线段。
其中，所述第一切平面为所述目标曲面在所述第一分隔点处的切平面；所述相交线段的类型为直纹线段。
可选地，所述第二确定模块1303包括：
第二离散单元，用于将所述第一切平面与所述目标曲面的相交线段，分别离散为第三预设数量的第二离散点。
第三确定单元，用于在预设容差范围内，在一条所述相交线段对应的所述第二离散点在所述目标曲面上的法向量的方向均相同时，根据所述相交线段和第一预设算法，确定所述目标曲面的加工路径。
第三确定单元，用于在预设容差范围内，在一条所述相交线段对应的所述第二离散点在所述目标曲面上的法向量的方向不相同时，根据所述相交线段和第二预设算法，确定所述目标曲面的加工路径。
本发明实施例中，在规划一个曲面的加工路径时，先对曲面的一加工线按照加工间隔进行等间隔取点。然后根据得到的每一分隔点对应的线段(直纹线段或非直纹线段)，确定该曲面的加工路径。其中，分隔点对应的线段的类型，反应出了曲面的组成结构。直纹线段的存在说明该曲面存在直纹面，非直纹线段的存在说明该曲面存在非指纹面，因此，本发明实施例实质上是通过细分曲面，针对不同的曲面类型，进行加工路径的规划，从而提高加工路径的精度。
依据本发明实施例的又一方面，提供了一种电子设备，该电子设备包括：存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述曲面加工路径的确定方法中的步骤。
举个例子如下，图14示出了一种电子设备的实体结构示意图。
如图14所示，该电子设备可以包括：处理器(processor)1410、通信接口(Communications Interface)1420、存储器(memory)1430和通信总线 1440，其中，处理器1410、通信接口1420以及存储器1430通过通信总线 1440完成相互间的通信。处理器1410可以调用存储器1430中的逻辑指令，以执行如下方法：
对目标曲面的第一加工线进行等间隔取点，获得至少一个第一分隔点；
根据所述第一分隔点的类型，确定与每一所述第一分隔点对应的线段；
根据所述线段的类型，确定所述目标曲面的加工路径。
其中，相邻两个所述第一分隔点之间的间隔为预设加工间隔；所述第一分隔点的类型包括：直纹点和非直纹点；所述线段的一端点为所述第一分隔点，所述线段的另一端点为所述目标曲面的第二加工线上的点；所述第一分隔点为直纹点时，所述第一分隔点对应的线段的类型为直纹线段；所述第一分隔点为非直纹点时，所述第一分隔点对应的线段的类型为非直纹线段。
此外，上述的存储器1430中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备 (可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
依据本发明实施例的再一方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行上述曲面加工路径的确定方法中的步骤，例如：
对目标曲面的第一加工线进行等间隔取点，获得至少一个第一分隔点；
根据所述第一分隔点的类型，确定与每一所述第一分隔点对应的线段；
根据所述线段的类型，确定所述目标曲面的加工路径。
其中，相邻两个所述第一分隔点之间的间隔为预设加工间隔；所述第一分隔点的类型包括：直纹点和非直纹点；所述线段的一端点为所述第一分隔点，所述线段的另一端点为所述目标曲面的第二加工线上的点；所述第一分隔点为直纹点时，所述第一分隔点对应的线段的类型为直纹线段；所述第一分隔点为非直纹点时，所述第一分隔点对应的线段的类型为非直纹线段。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (8)

1.一种曲面加工路径的确定方法，其特征在于，包括：
对目标曲面的第一加工线进行等间隔取点，获得至少一个第一分隔点；其中，相邻两个所述第一分隔点之间的间隔为预设加工间隔；
根据所述第一分隔点的类型，确定与每一所述第一分隔点对应的线段；其中，所述第一分隔点的类型包括：直纹点和非直纹点；所述线段的一端点为所述第一分隔点，所述线段的另一端点为所述目标曲面的第二加工线上的点；所述第一分隔点为直纹点时，所述第一分隔点对应的线段的类型为直纹线段；所述第一分隔点为非直纹点时，所述第一分隔点对应的线段的类型为非直纹线段；
根据所述线段的类型，确定所述目标曲面的加工路径；
其中，所述根据所述第一分隔点的类型，确定与每一所述第一分隔点对应的线段，包括：
按照所述第一加工线的加工方向，在所述至少一个第一分隔点中确定连续排列的非直纹点，获得至少一组连续排序的非直纹点；
对第一目标点和第二目标点之间的所述第二加工线进行等间隔取点，获得第一预设数量的第二分隔点；其中，所述第一目标点和所述第二目标点为所述第二加工线上的点；所述第一预设数量为一组连续排列的非直纹点的数量；在一组连续的非直纹点之前不存在直纹点时，所述第一目标点为所述第二加工线在加工方向上的起点；在一组连续排列的非直纹点之前存在直纹点时，所述第一目标点为第一目标直纹点对应的直纹线段与所述第二加工线的交点，所述第一目标直纹点为：与一组连续排列的非直纹点中的第一个非直纹点相邻的直纹点；在一组连续排列的非直纹点之后不存在直纹点时，所述第二目标点为所述第二加工线在加工方向上的终点；在一组连续排列的非直纹点之后存在直纹点时，所述第二目标点为第二目标直纹点对应的直纹线段与所述第二加工线的交点，所述第二目标直纹点为：与一组连续排列的非直纹点中的最后一个非直纹点相邻的直纹点；
将每组连续排序的非直纹点与对应的所述第二分隔点的连线线段，确定为作为非直纹点的所述第一分隔点对应的线段；其中，所述连线线段的类型为非直纹线段。
2.根据权利要求1所述的曲面加工路径的确定方法，其特征在于，所述根据所述线段，确定所述目标曲面的加工路径，包括：
将所述连线线段离散为第二预设数量的第一离散点；
获取所述第一离散点中的目标离散点对应的平均向量；其中，所述目标离散点为所述第一离散点中到所述目标曲面的距离最小的所有离散点；所述平均向量为所述目标离散点在所述目标曲面上的法向量的平均向量；
将所述连线线段向所述平均向量的方向偏移预设距离后得到的线段，确定为所述目标曲面的加工路径；其中，所述预设距离为：所述第一离散点到所述目标曲面的最大距离值与预设加工半径之和。
3.根据权利要求1所述的曲面加工路径的确定方法，其特征在于，所述根据所述第一分隔点的类型，确定与每一所述第一分隔点对应的线段，包括：
在所述第一分隔点的类型为直纹点的情况下，将第一切平面与所述目标曲面的相交线段，确定为作为直纹点的所述第一分隔点对应的线段；
其中，所述第一切平面为所述目标曲面在所述第一分隔点处的切平面；所述相交线段的类型为直纹线段。
4.根据权利要求3所述的曲面加工路径的确定方法，其特征在于，所述根据所述线段，确定所述目标曲面的加工路径，包括：
将所述第一切平面与所述目标曲面的相交线段，分别离散为第三预设数量的第二离散点；
在预设容差范围内，若一条所述相交线段对应的所述第二离散点在所述目标曲面上的法向量的方向均相同，则根据所述相交线段和第一预设算法，确定所述目标曲面的加工路径；
在预设容差范围内，若一条所述相交线段对应的所述第二离散点在所述目标曲面上的法向量的方向不相同，则根据所述相交线段和第二预设算法，确定所述目标曲面的加工路径。
5.一种曲面加工路径的确定装置，其特征在于，包括：
分隔点获取模块，用于对目标曲面的第一加工线进行等间隔取点，获得至少一个第一分隔点；其中，相邻两个所述第一分隔点之间的间隔为预设加工间隔；
第一确定模块，用于根据所述分隔点获取模块获取的所述第一分隔点的类型，确定与每一所述第一分隔点对应的线段；其中，所述第一分隔点的类型包括：直纹点和非直纹点；所述线段的一端点为所述第一分隔点，所述线段的另一端点为所述目标曲面的第二加工线上的点；所述第一分隔点为直纹点时，所述第一分隔点对应的线段的类型为直纹线段；所述第一分隔点为非直纹点时，所述第一分隔点对应的线段的类型为非直纹线段；
第二确定模块，用于根据所述第一确定模块确定的所述线段的类型，确定所述目标曲面的加工路径；
其中，所述第一确定模块包括：
第一获取单元，用于按照所述第一加工线的加工方向，在所述至少一个第一分隔点中确定连续排列的非直纹点，获得至少一组连续排序的非直纹点；
第二获取单元，用于对第一目标点和第二目标点之间的所述第二加工线进行等间隔取点，获取第一预设数量的第二分隔点；其中，所述第一目标点和所述第二目标点为所述第二加工线上的点；所述第一预设数量为一组连续排列的非直纹点的数量；在一组连续的非直纹点之前不存在直纹点时，所述第一目标点为所述第二加工线在加工方向上的起点；在一组连续排列的非直纹点之前存在直纹点时，所述第一目标点为第一目标直纹点对应的直纹线段与所述第二加工线的交点，所述第一目标直纹点为：与一组连续排列的非直纹点中的第一个非直纹点相邻的直纹点；在一组连续排列的非直纹点之后不存在直纹点时，所述第二目标点为所述第二加工线在加工方向上的终点；在一组连续排列的非直纹点之后存在直纹点时，所述第二目标点为第二目标直纹点对应的直纹线段与所述第二加工线的交点，所述第二目标直纹点为：与一组连续排列的非直纹点中的最后一个非直纹点相邻的直纹点；
第一确定单元，用于将每组连续排序的非直纹点与对应的所述第二分隔点的连线线段，确定为作为非直纹点的所述第一分隔点对应的线段；其中，所述连线线段的类型为非直纹线段。
6.根据权利要求5所述的曲面加工路径的确定装置，其特征在于，所述第二确定模块包括：
第一离散单元，用于将所述连线线段离散为第二预设数量的第一离散点；
第三获取单元，用于获取所述第一离散点中的目标离散点对应的平均向量；其中，所述目标离散点为所述第一离散点中到所述目标曲面的距离最小的所有离散点；所述平均向量为所述目标离散点在所述目标曲面上的法向量的平均向量；
处理单元，用于将所述连线线段向所述平均向量的方向偏移预设距离后得到的线段，确定为所述目标曲面的加工路径；其中，所述预设距离为：所述第一离散点到所述目标曲面的最大距离值与预设加工半径之和。
7.一种电子设备，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的曲面加工路径的确定方法中的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至4中任一项所述的曲面加工路径的确定方法中的步骤。
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