【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于激光加工，具体涉及一种基于工件逆向建模的激光加工方法。
技术介绍
1、激光加工技术是一种利用激光束与物质相互作用的特性，对材料进行切割、焊接、表面处理、打孔及微加工等的加工技术。通常，在机械工业和电子工业等领域，需要在已经成型的工件表面上再加工以得到孔、槽等结构，由于激光加工技术具有高精度、高效率等优点，常采用激光加工技术对已成型的工件再加工。
2、通常，采用激光加工技术对已成型的工件再加工时，是根据工件成型之前，预先计算好的工件理论模型进行再加工的，然而，由于工件成型后的实际产品和成型前的理论模型之间存在误差，导致根据工件的理论模型进行再加工形成的结构容易出现偏差，从而降低了工件再加工时激光加工的加工精度。
技术实现思路
1、为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于工件逆向建模的激光加工方法。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
2、第一方面，本专利技术提供了一种基于工件逆向建模的激光加工方法，包括：
3、采用激光扫描仪扫描工件并逆向建模，得到工件的三维模型；
4、以三维模型为参考建立三维坐标系；
5、基于三维坐标系，在三维模型的表面贴附图元矩阵，得到预加工模型，图元矩阵包括若干个有序分布的阵子，阵子为平面图形；
6、基于预加工模型，对工件进行激光加工；
7、其中，在三维模型的表面贴附图元矩阵包括：
8、基于若干个阵子的排布规律，在三维模型的
9、或者，基于若干个阵子中每个阵子的预设坐标，在三维模型的表面搜索每个阵子的贴附点位和贴附方向，根据每个阵子的贴附点位和贴附方向，依次贴附若干个阵子。
10、在本专利技术的一个实施例中，工件为曲面工件，基于若干个阵子的排布规律，在三维模型的表面依次设置每个阵子的贴附方向，具体包括：
11、基于若干个阵子的排布规律，根据曲面工件表面的弯曲程度，在三维模型的表面依次设置每个阵子的旋转角度以及法线方向。
12、在本专利技术的一个实施例中，工件为类回转工件，类回转工件具有母线和回转轴，基于若干个阵子的排布规律，在三维模型的表面依次设置每个阵子的贴附点位，具体包括：
13、沿三维模型的母线方向将三维模型的表面等间距划分为多个环带，每个环带沿三维模型的回转轴方向的尺寸相等；
14、在多个环带中的任意一个上设置截面，截面和三维模型的回转轴垂直；
15、获取截面和三维模型的表面之间的环形轮廓；
16、基于若干个阵子的排布规律，以母线为起始贴附点位，在环形轮廓上依次设置每个阵子的贴附点位。
17、在本专利技术的一个实施例中，在环形轮廓上依次设置若干个阵子的贴附点位，具体包括：
18、在环形轮廓上按照第一预设间距依次设置第一贴附点位，当最后一个第一贴附点位和第一个第一贴附点位之间的间距小于第一预设间距时，取消最后一个第一贴附点位，当最后一个第一贴附点位和第一个第一贴附点位之间的间距不足以贴附一个阵子时，取消最后一个第一贴附点位。
19、在本专利技术的一个实施例中，在多个环带中的任意一个上设置截面，具体包括：
20、在多个环带中的第n个环带上，沿三维模型的母线方向按照第二预设间距依次设置第二贴附点位，其中，n为大于零的整数；
21、根据第二贴附点位的数量和第n个环带上母线的长度，重新在第n个环带上沿三维模型的母线方向依次设置多个第三贴附点位，多个第三贴附点位等间距分布；
22、在多个第三贴附点位上分别设置多个截面，每个截面均和三维模型的回转轴垂直。
23、在本专利技术的一个实施例中，阵子的排布规律为等中心等间距排布或边缘等间距排布。
24、在本专利技术的一个实施例中，根据每个阵子的贴附点位和贴附方向，依次贴附若干个阵子，具体包括：
25、确定第m个贴附点位对应的第m个阵子的类型和尺寸，其中，m为大于零的整数；
26、调整第m个阵子的旋转角度和法线方向，将调整后的第m个阵子贴附至三维模型的表面的第m个贴附点位上；
27、当第m个阵子的旋转角度发生调整时，根据第m个阵子和第m+1个阵子之间的预设轮廓间距，调整第m+1个贴附点位的位置。
28、在本专利技术的一个实施例中，三维模型由多个三角面片组成，阵子具有中心点和多个特征点，多个特征点依次连接组成阵子，其中，当阵子为多边形结构时，特征点为多边形结构的顶点，当阵子为圆形结构时，特征点为圆形结构的圆周上等间距分布的点；
29、将调整后的第m个阵子贴附至三维模型的表面的第m个贴附点位上，具体包括：
30、根据第m个阵子中每个特征点和中心点之间的间距，在第m个阵子周围的三角面片上依次搜索距离等于间距的点位；
31、将搜索出的多个点位依次相连以组成第m个阵子。
32、在本专利技术的一个实施例中，根据第m个阵子中每个特征点和中心点之间的间距，在第m个阵子周围的三角面片上依次搜索距离等于间距的点位的步骤之前，还包括：
33、将第m个阵子覆盖至第m个贴附点位上；
34、获取和第m个阵子存在交叠区域的第一三角面片；
35、对第一三角面片进行裁切，得到第二三角面片；
36、在第一三角面片和/或第二三角面片的顶点中，搜索与第m个阵子的中心点之间的距离等于间距的顶点的点位。
37、在本专利技术的一个实施例中，对第一三角面片进行裁切，得到第二三角面片，具体包括：
38、以阵子中的任意相邻两个特征点之间的连线作为第一切割线，
39、计算第一切割线和第一三角面片的顶点之间的交点数量；
40、当交点为0个时，通过第一切割线将第一三角面片裁切为三角形区域和四边形区域，设置第二切割线，并通过第二切割线将四边形区域裁切两个三角形区域；
41、当交点为1个时，通过第一切割线将第一三角面片裁切为两个三角形区域；
42、当交点为2个时，第一切割线和第一三角面片相切，不进行裁切操作。
43、与现有技术相比，本专利技术的有益效果：
44、本申请上述方案中，首先，采用激光扫描仪扫描工件并逆向建模，得到工件的三维模型，然后以三维模型为参考建立三维坐标系，之后基于三维坐标系，在三维模型的表面贴附图元矩阵，得到预加工模型，图元矩阵包括若干个有序分布的阵子，阵子为平面图形，最后基于预加工模型，对工件进行激光加工。采用这种方法，通过逆向建模获取已成型工件的三维模型，根据该三维模型确定阵子的位置，其中，阵子的位置即为再加工的加工位置，根据阵子的位置对已成型工件进行再加工，可以减小激光加工的加工误差，提高了工件再加工时激光加工的加工精度。
45、其次，在一种可选方式中，在三维模型的表面贴附图元矩本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述工件为曲面工件，所述的基于若干个所述阵子的排布规律，在所述三维模型的表面依次设置每个阵子的贴附方向，具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述工件为类回转工件，所述类回转工件具有母线和回转轴，所述的基于若干个所述阵子的排布规律，在所述三维模型的表面依次设置每个阵子的贴附点位，具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述的在所述环形轮廓上依次设置若干个所述阵子的贴附点位，具体包括：
5.根据权利要求3所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述的在多个所述环带中的任意一个上设置截面，具体包括：
6.根据权利要求3所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述阵子的排布规律为等中心等间距排布或边缘等间距排布。
7.根据权利要求2所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述的根
8.根据权利要求7所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述三维模型由多个三角面片组成，所述阵子具有中心点和多个特征点，多个特征点依次连接组成所述阵子，其中，当所述阵子为多边形结构时，所述特征点为所述多边形结构的顶点，当所述阵子为圆形结构时，所述特征点为所述圆形结构的圆周上等间距分布的点；
9.根据权利要求8所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述的根据所述第M个阵子中每个特征点和中心点之间的间距，在所述第M个阵子周围的三角面片上依次搜索距离等于所述间距的点位的步骤之前，还包括：
10.根据权利要求9所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述的对所述第一三角面片进行裁切，得到第二三角面片，具体包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述工件为曲面工件，所述的基于若干个所述阵子的排布规律，在所述三维模型的表面依次设置每个阵子的贴附方向，具体包括：
3.根据权利要求2所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述工件为类回转工件，所述类回转工件具有母线和回转轴，所述的基于若干个所述阵子的排布规律，在所述三维模型的表面依次设置每个阵子的贴附点位，具体包括：
4.根据权利要求3所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述的在所述环形轮廓上依次设置若干个所述阵子的贴附点位，具体包括：
5.根据权利要求3所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述的在多个所述环带中的任意一个上设置截面，具体包括：
6.根据权利要求3所述的基于工件逆向建模的激光加工方法，其特征在于，所述阵子的排布规律为等...
【专利技术属性】
技术研发人员：种少卿，邓金辉，何川，刘娟丽，
申请(专利权)人：西安中科微精光子科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。