粗加工刀具路徑的生成粗加工主要為了去除大量材料，一般用平銑刀一層一層地切削，叫分層切削。分層切削的厚度是由刀具參數(shù)和曲面形狀所決定的。粗加工表面既要求在一定間隙（切削公差）之內(nèi)包絡(luò)細(xì)分曲面，又便于進(jìn)行快速計算。一般*好辦法是利用一個中間的不精確網(wǎng)格面作為粗加工表面，但是這種粗網(wǎng)格面未必能滿足不過切的條件，因此需要把它轉(zhuǎn)變?yōu)?接近不過切加工條件的網(wǎng)格面，叫做覆蓋曲面。

　　覆蓋曲面的生成所示覆蓋曲面生成的基本概念在二維平面的一個例子?？梢园亚嫦碌墓?jié)點移動到如所示的節(jié)點位置來解決過切的問題。這些新節(jié)點的位置能夠通過在切削公差范圍內(nèi)偏移它們的極限位置來確定，這樣就可以生成一個包絡(luò)極限曲面的覆蓋曲面。然而在三維空間內(nèi)這種方法并不易實現(xiàn)，因為即使所有控制節(jié)點都在曲面之上，極限曲面部分也可能超出曲面，如所示。該超出部分需要通過網(wǎng)格的局部檢查出來，然后判斷這些頂點是否落在三角面片之上。

　　粗加工曲面的Z-map模型對于粗加工曲面的覆蓋曲面，可以建立一個Z-map模型。為了采樣曲面數(shù)據(jù)，采樣間隔可以通過如下公式進(jìn)行：），2/min（Rηγ=其中η粗加工的切削公差，R是刀具半徑。粗加工的刀具位置計算分層切削加工時，粗加工需要計算出每一層刀具的位置。利用生成覆蓋曲面的Z-map模型，對于每條X（或Y）的常數(shù)網(wǎng)格線，可以通過Z-map模型定義一條多義線。然后在垂直方向（Z方向）一層一層地切割，找出片層與多義線的交點。這些交點定義為CC（刀具接觸）點，然后通過偏移刀具半徑R計算CL（刀具位置）點，通過連接這些CL點，就可得到一條刀具路徑。通過重復(fù)采用（采樣間隔），可以得到全部面片的粗加工刀具路徑。

　　加工干涉的檢查和糾正在加工時，所選刀具加工不到或加工過的區(qū)域為干涉區(qū)域。干涉區(qū)域的檢查與避免是非常重要的。在本文研究中，由于覆蓋曲面包絡(luò)了極限曲面，我們主要處理未加工的干涉，特別是在凹面區(qū)域內(nèi)，當(dāng)?shù)毒咛蠖荒芗庸さ膮^(qū)域。為了檢查未切削區(qū)域，需要計算出每個CC點的曲率。曲率半徑可以根據(jù)G.Taubin方法計算。如果CC點在三角網(wǎng)格面中的一個三角形內(nèi)，首先計算出細(xì)分曲面的三角形頂點的曲率半徑，然后根據(jù)三角形CC點的重心坐標(biāo)，差補計算CC點的曲率半徑。

　　在進(jìn)行干涉檢查時，首先要比較刀具接觸點曲率半徑和刀具庫內(nèi)刀具的曲率半徑，然后選擇刀具半徑小于所有接觸點曲率半徑的刀具，來滿足加工時的不干涉。如果刀具庫內(nèi)沒有刀具符合條件，則增加一把小半徑刀具計算新的刀具路徑。仿真結(jié)果與結(jié)論根據(jù)上述的Z-map模型和刀具軌跡生成方法，本文以VC++6.0為工具開發(fā)了基于OpenGL細(xì)分曲面加工仿真程序。該程序具有細(xì)分曲面迭代生成、細(xì)分網(wǎng)格等距面的生成、刀具軌跡生成和加工仿真等功能。生成的加工仿真結(jié)果如所示。仿真加工結(jié)果仿真結(jié)果顯示本文提出的Loop細(xì)分曲面的三軸數(shù)控粗加工刀具路徑生成的可行。該套方法還可以推廣用在除Loop細(xì)分曲面外的網(wǎng)格曲面上?？紤]到本文方法的實用性，在今后研究過程中還需要進(jìn)一步改良覆蓋曲面的計算方法和處理好覆蓋曲面的自動相交等問題。