刀具路径生成算法
刀具路径生成算法
一、粗加工刀具路径生成算法
1、粗加工路径算法
等距切削
分层切削（等高粗加工）
适合的加工对象：
单元切削
截面线法
插铣加工
2、粗加工算法中要解决的主要问题
●切削边界提取
●边界偏置形成刀具路径（针对环切而言）
3、粗加工走到方式
行切
环切
4、构型空间（Configuration Space, C-Space）
将物体中心放在障碍物的边缘，通过Minkowski sum后，物体可作为点来处理。示意图入下：
5、粗加工刀具路径生成算法—G-buffer方法
1）G-buffer模型生成
●G-buffer模型：被加工零件的Configuration Space模型，也是CL Surface
●构造方法：刀具遍历曲面、反转刀具
形成G-buffer模型的示意图：
2)G-buffer模型的构造
●在工件上方构造一网格平面，网格交点为点集{Pij}
●将刀具放在网格平面中的网格点P(i, j)上
●刀具向下移动（投影）直到触碰到工件停止，记录该网格点P(i, j)对应的Z
坐标值Zij
●重复上述步骤，直到得到所有网格点的Z坐标值
●所有网格点的Z值构成了工件的G-buffer模型
3）G-buffer模型与Z-buffer模型的区别
4）切削区域边界
用等高面Zc与G-buffer求交，形成切削区域边界
●Zij < Zc，记录该网格点P(i, j)
●Zij > Zc，不记录该网格点P(i, j)
●这些被记录的网格点集合{Pij}构成切削区域无干涉边界点
见下图：
切削区域边界追踪
利用图像处理中轮廓算法，顺序连接位于切削区域边界上的网格点
5）切削区域判定（从外到内：一层加工，一层不加工）
边界描述树：用来保存切削区域的边界，并识别切削区域边界拓扑结构的一种树状结构，边界之间的包容关系决定了边界在边界描述树中的位置。
6）刀具路径生成
环切法
环切加工刀具路径生成：利用等距线计算方法，对每个切削区域的边界按走刀步距的数值计算等距线，不断循环偏置，从而产生环切加工刀具轨迹。
等距线计算：直接偏置法和V oronoi方法。
行切法
行切加工刀具路径生成：从刀具路径角度方向，用一组平行于刀具路径角度的平行线分别与切削区域边界求交，得到交点，生成各切削行的刀具轨迹线段；下图表达了行切法的示意图：
刀具轨迹线段的有序串联。
6、粗加工刀具路径生成算法—Z-map方法
1）Z-map模型方法简介
Z-map模型：被加工零件的近似模型，利用网格点逼近被加工曲面
构造方法：线面求交
2）Z-map模型与G-buffer模型的区别
3）切削区域边界
用等高面Zc与Z-map模型求交
●Zij < Zc，记录该网格点P(i, j)
●Zij > Zc，不记录该网格点P(i, j)
●这些被记录的网格点集合{Pij}构成切削区域初始边界点
切削区域确定示意图：
切削区域初始边界点筛选（比G-buffer要多的一步检查）
●切削区域的初始边界点可能是干涉点
●对每个初始边界点，搜索其邻域的非边界点
●沿初始边界点邻域的每个非边界点方向，利用投影法进行干涉检查
●如果干涉，则删除该边界点；否则，保留
切削区域边界追踪、切削区域判定和刀具路径生成（行切和环切）均可参照
G-buffer方法。
7、粗加工刀具路径生成算法—直接求交法
1）直接求交法简介
直接求交法：根据等高面与被加工零件表面的交线，规划刀具路径。
构造方法：面面求交
直接求交法示意图：
2）具体方法
●被加工零件与平面交线：被加工曲面集合{Si}(i = 1, 2,…, n)，切削层平面Zc，
则交线集合Curi = Si∩Zc
●计算曲面Si位于切削层平面Zc上方的轮廓线Profi
●为每张被加工曲面规划切削区域：交线Curi与曲面Si的位于切削层平面Zc
上方的轮廓线Profi在平面上的投影Prji构成曲面Si的非切削区域边界Non CutBndi。
●给定刀具半径D，对每个曲面Si的非切削区域边界Non CutBndi按照距离D/2
偏置，获得偏置边界Non CutBndOffi
●边界裁剪合并形成非切削区域。
切削区域判定、刀具路径生成都可以直接参照G-buffer方法。
二、精加工刀具路径生成算法
1、多面体法
1）概述
多面体法就是采用曲面的离散三角片模型计算刀具轨迹，它是目前各商业CAM系统中应用最广泛、计算最稳定的刀具轨迹生成方式之一。
2）算法思想
在初始刀位点处，判断刀具表面与多面体中每个三角片的顶点、边和三角面片的干涉关系，计算干涉量并根据干涉量调整刀具，生成无干涉的刀位点。 即刀具竖直由上向下运动（平行于Z轴），当与多面体模型发生接触时刀具
所在的位置。
3）算法步骤
被加工曲面的多面体模型（UV参数域法）
上图表示了对于参数曲面的三角片离散过程，不停给的细分。
干涉量计算
●为了提高计算速度，在刀具投影域内搜索干涉检查三角片；
●在每个初始刀位点处，计算刀具到每个干涉检查三角片的顶点、边和面的距
离，得到抬刀量。
刀具与三角片顶点、边和面的关系：
无干涉刀位点
刀具以计算得到的最大抬刀量进行抬刀，从而生成无干涉的刀位点。
刀位轨迹生成
2、投影法
1）概述
投影法是UG CAM中使用的三轴刀具轨迹生成算法。
投影法与多面体法的算法思想相同，区别在于：多面体法在消除干涉时，刀具沿着Z轴运动；而投影法在消除干涉时，刀具可以沿着指定的投影矢量运动，从而增加了算法的灵活性。
2）算法内容
●给定投影矢量Vector
●将刀具放在Vector的反方向，且与工件不发生碰撞的初始位置
●刀具沿着投影方向向工件移动当刀具碰到工件的时候停止，则刀具停止的位
置为初始位置的Projection
●这里的“刀具”可包括：刀具本体、Holder和主轴
3）投影法刀具路径生成示意图
4）投影（Projection）计算
●计算工件的离散模型Primitives ，如Facet （三角片法）、Finite-difference
（UV参数域法）、Discrete volume（空间离散法）等
●将工件离散模型存放在空间数据结构中（Spatial directory），如Kd-tree、Octree、
Surface-patch tree、3D Grid、OBBTree、AABBTree、Convex hull等
●在tree中搜索计算
输入：工件模型、刀具形状，刀具在空间的初始位置，投影矢量
输出：投影位置
5)三角片离散方式的投影计算（目的是用于干涉检查）
将工件离散为三角片（Facet）,将三角片保存在Tree结构中，每个树节点保存了其对应了Bounding V olume（BV）。示意图：
计算步骤及示意图：
●将刀具放在Tree中最上层节点的BV上，计算Z1
●将刀具放在Tree中第二层节点的BV上，计算Z1和Z2
●将刀具放在Tree中第三层节点的BV上，计算各节点对应的Z值
●以此类推，直到Tree中所有叶子节点的BV都计算了Z值
●搜索最底层叶子节点，选择其中Z最大值为最终位置
2、偏置面法
偏置面法思想：
是最近几年研究比较多的一种方法。
直接在曲面的广义偏置面上生成刀具轨迹。
用三角片表示被加工曲面，分别偏置三角片的顶点、边和面，形成偏置元素
（点偏置成球面、边偏置成柱面和面偏置成偏置面）
用导动面与这些偏置元素求交得到交线，最后排序、裁剪和连接交线生成无干涉的刀具轨迹。刀具轨迹由曲线段组成。
三、补加工（清根）刀具路径生成算法
1、概述
清根加工目的是去除精加工过程的残余体积，一般通过刀位曲面的清根曲线实现。
球头刀的球心沿工件表面的凹边区域滑动的轨迹称为铅笔曲线（Pencil curve）。示意图如下图：
清根曲线跟踪问题可以认为是一个边缘融合（Edge blending）问题，清根曲线可以用“滚动球”和“球位置采样”方法计算。
清根曲线生成算法可以基于Z-map模型、多面体模型和STL模型等多种方法。
2、补加工刀具路径生成算法_基于Z-map模型
基本思想：在Z-map模型的各行和各列中寻找凹点（称为铅笔点，
pencil-points），然后通过跟踪这些铅笔点构造笔式曲线。
计算铅笔点
输入：CL Z-map模型
输出：铅笔点、行进方向、质量
过程
●在X方向的CVS曲线中寻找最大凹点
?设置行进方向为+Y或-Y；
?计算X向CVS上最大凹点处且垂直于行进方向的有效凹角αi；
用质量等级规则确定铅笔的质量；
?如果满足栅格条件，则将MCP定义为铅笔点；
●在Y方向的CVS曲线中寻找最大凹点
?设置行进方向为+X或-X；
?计算Y向CVS上最大凹点处且垂直于行进方向的有效凹角αi；
用质量等级规则确定铅笔的质量；
?如果满足栅格条件，则将MCP定义为铅笔点；
●如果铅笔点的X向质量比Y向质量好，则返回X方向的初始铅笔点
和质量，初始行进方向为+Y或-Y ；反之亦然。
3、补加工刀具路径生成算法_基于多面体模型
算法思想：利用多面体模型构造网格，利用网格计算补加工区域，从而生成
补加工刀具路径。
算法步骤
输入：多面体模型，刀具形状和尺寸
输出：清根刀具路径
过程：
●根据多面体模型计算刀触点网格（CC net）
●根据给定的间距采样刀触点网格
●计算干涉检查边界
●在干涉检查边界内产生清根路径
最优路径算法
解决方案一： Dijkstra算法（单源最短路径） 单源最短路径问题，即在图中求出给定顶点到其它任一顶点的最短路径。在弄清楚如何求算单源最短路径问题之前，必须弄清楚最短路径的最优子结构性质。 一.最短路径的最优子结构性质 该性质描述为：如果P(i,j)={Vi....Vk..Vs...Vj}是从顶点i到j的最短路径，k和s是这条路径上的一个中间顶点，那么P(k,s)必定是从k到s的最短路径。下面证明该性质的正确性。 假设P(i,j)={Vi....Vk..Vs...Vj}是从顶点i到j的最短路径，则有 P(i,j)=P(i,k)+P(k,s)+P(s,j)。而P(k,s)不是从k到s的最短距离，那么必定存在另一条从k到s的最短路径P'(k,s)，那么P'(i,j)=P(i,k)+P'(k,s)+P(s,j)
刀具路径常见问题解答
刀具路径常见问题解答 主要内容 加工基础 刀具与材料 平面雕刻加工 曲面雕刻加工 公共参数 刀具路径管理 典型加工路径 2.1加工基础 1、什么是数控加工？ 数控加工就是将加工数据和工艺参数输入机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向驱动系统发送运动脉冲信号，驱动系统将脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动机床运动，从而完成零件加工。 2、数控加工一般包括那些内容？ 1）对图纸进行分析，确定加工区域； 2）构造加工部分的几何形状； 3）根据加工条件，选择加工参数，生成加工路径； 4）刀具路径分析、模拟；
5）开始加工； 3、数控系统的控制动作包括那些？ 1）主轴的起、停、转速、转向控制； 2）进给坐标轴的坐标、速度、进给方式（直线、圆弧等）； 3）刀具补偿、换刀、辅助动作（机台锁紧/松开、冷却泵等开关）； 4、常见的数控系统的有那些？ Funuc, Siemens, Fidia, Heidenhain, Fagor, Num, Okuma, Deckel, Mitsubishi 5、普通铣削和数控铣削的主要区别是什么？ 普通铣削的进给运动以单轴运动为主，数控铣削实现了多轴联动。 6、数控铣削加工常用的刀具是哪些？ 面铣刀、立铣刀、盘铣刀、角度铣刀、键槽铣刀、切断铣刀、成型铣刀。 7、数控加工中需要考虑的切削要素包括那些？ 主要考虑的因素是最大切除效率和主轴转速，最大切削效率决定于进给速度、吃刀深度、侧向进给量；主轴转速影响切削速度、每齿每转进给量。 8、影响切削加工的综合因素包括那些？ 1）机床，机床的刚性、功率、速度范围等 2）刀具，刀具的长度、刃长、直径、材料、齿数、角度参数、涂层等； 3）工件，材质、热处理性能、薄厚等； 4）装卡方式（工件紧固程度），压板、台钳等； 5）冷却方式，油冷、气冷等； 9、数控铣加工的如何分类？ 一般按照可同时控制而且相互独立的轴数分类，常见的有两轴加工、两轴半加工、三轴加工、四轴加工、五轴加工。 10、四轴加工的对象是什么？ 主要用于加工单个的叶轮叶片、圆柱凸轮等。 11、五轴加工的对象是什么？ 主要用于加工整体叶轮、机翼、垂直于曲面的直壁等。
弗洛伊德算法(自动生成图)
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游戏路径算法
A*寻路初探 译者序：很久以前就知道了A*算法，但是从未认真读过相关的文章，也没有看过代码，只是脑子里有个模糊的概念。这次决定从头开始，研究一下这个被人推崇备至的简单方法，作为学习人工智能的开始。 这篇文章非常知名，国内应该有不少人翻译过它，我没有查找，觉得翻译本身也是对自身英文水平的锻炼。经过努力，终于完成了文档，也明白的A*算法的原理。毫无疑问，作者用形象的描述，简洁诙谐的语言由浅入深的讲述了这一神奇的算法，相信每个读过的人都会对此有所认识（如果没有，那就是偶的翻译太差了--b）。 原文链接：https://www.wendangku.net/doc/506281870.html,/reference/articles/article2003.asp 以下是翻译的正文。(由于本人使用ultraedit编辑，所以没有对原文中的各种链接加以处理(除了图表)，也是为了避免未经许可链接的嫌疑，有兴趣的读者可以参考原文。 会者不难，A*(念作A星)算法对初学者来说的确有些难度。 这篇文章并不试图对这个话题作权威的陈述。取而代之的是，它只是描述算法的原理，使你可以在进一步的阅读中理解其他相关的资料。 最后，这篇文章没有程序细节。你尽可以用任意的计算机程序语言实现它。如你所愿，我在文章的末尾包含了一个指向例子程序的链接。压缩包包括C++和Blitz Basic两个语言的版本，如果你只是想看看它的运行效果，里面还包含了可执行文件。 我们正在提高自己。让我们从头开始。。。 序：搜索区域 假设有人想从A点移动到一墙之隔的B点，如下图，绿色的是起点A，红色是终点B，蓝色方块是中间的墙。
[图1] 你首先注意到，搜索区域被我们划分成了方形网格。像这样，简化搜索区域，是寻路的第一步。这一方法把搜索区域简化成了一个二维数组。数组的每一个元素是网格的一个方块，方块被标记为可通过的和不可通过的。路径被描述为从A 到B我们经过的方块的集合。一旦路径被找到，我们的人就从一个方格的中心走向另一个，直到到达目的地。 这些中点被称为“节点”。当你阅读其他的寻路资料时，你将经常会看到人们讨论节点。为什么不把他们描述为方格呢？因为有可能你的路径被分割成其他不是方格的结构。他们完全可以是矩形，六角形，或者其他任意形状。节点能够被放置在形状的任意位置－可以在中心，或者沿着边界，或其他什么地方。我们使用这种系统，无论如何，因为它是最简单的。 开始搜索 正如我们处理上图网格的方法，一旦搜索区域被转化为容易处理的节点，下一步就是去引导一次找到最短路径的搜索。在A*寻路算法中，我们通过从点A开始，检查相邻方格的方式，向外扩展直到找到目标。 我们做如下操作开始搜索： 1，从点A开始，并且把它作为待处理点存入一个“开启列表”。开启列表就像一张购物清单。尽管现在列表里只有一个元素，但以后就会多起来。你的路径可能会通过它包含的方格，也可能不会。基本上，这是一个待检查方格的列表。 2，寻找起点周围所有可到达或者可通过的方格，跳过有墙，水，或其他无法通过地形的方格。也把他们加入开启列表。为所有这些方格保存点A作为“父方格”。当我们想描述路径的时候，父方格的资料是十分重要的。后面会解释它的具体用途。 3，从开启列表中删除点A，把它加入到一个“关闭列表”，列表中保存所有不需要再次检查的方格。
自由曲面的刀具路径生成与公差分析翻译
自由曲面的刀具路径生成与误差分析 年轻的根莱（美国.德克萨斯州.德克萨斯农机学院.工业工程学院） 2006.1.30收到；2006.4.25接收; 2006.6.12在线提供 摘要:这篇文章集中于发展一种算法,并以这种算法生成满足一定精度的自由曲面的刀具路径，该算法用数学曲线或曲面来表示加工零件,这样我们可以生成可靠的、近于优化的刀具路径以及后续加工的刀位数据，这种算法包括两个部分：第一是进给步长函数，他决定给定公差的两个刀触点之间的最大距离即进给步长，这个函数独立于面类型并且适用于所有的二次可微的连续参数表面，第二部分是行距函数，他决定给定残高的相邻刀具路径之间的最远距离—行距，这个算法在保持给定公差和残高的同时减少了加工制造和计算时间以及刀触点的个数。用三轴洗床加工几种用推荐的算法生成刀触点的零件，分析加工过程生成的刀具路径并比较最终加工生成的零件与所需零件,以此验证这种算法的优点. 关键词：CAD/CAM;刀具路径生成；数控加工；点云法 1.介绍 工艺规划是制造加工的功能之一，他决定使用哪个工艺和参数来将初始零件生成工程图纸预定的最终零件，系统的输入为一个二位或三维的计算机辅助设计模型，这个模型不仅包括形状和尺寸信息，也包括公差和专门的特征，在便于加工制造方面，CAD/CAM系统直接从CAD模型生成数字控制程序，该程序包括了一连串的指令代码，而且数字控制直接影响加工零件的精度和成本，并在被加工零件上产生特定轨迹即刀具路径。在铣削加工中，刀具沿着刀具路径在刀触点作直线远动，曲面近是一段段直线段如图一所示，由偏差控制的近似直线的精确度叫做误差，如图一相邻刀具路径之间有残留物，洗削加工后需要进行磨削加工来是表面广整，然而消除相邻路径之间的残高的磨削加工是非常好时和昂贵的，大的残高增加了加时间和成本。因此适合的刀具路径对于减少再次加工（入磨削和抛光）是非常重要的。对于给定的公差和高用较少的刀触点来生成刀具路径也是非常重要的，因为我们认为直线段越多，加工时间越长，刀触点之间线段长度叫做进给步长，记为S，最大允许偏差是指公差记为e，如图一所示，更进一步说，相邻刀具路径之间的距离叫做行距，把它记为g，最大允许残高叫做残高记为h，如图一，e与h的值先被确定，然后由他们确定s和g值。 这篇文章中，我们为给定公差和残高的自由曲面的刀具路径生成提供了新的方法，然后用建议的算法生成数控代码,再用此数控代码加工真实零件，以验证零件的精度。
精雕软件简单教程
精雕软件简单教程 发布：2014-05-22 ?阅读：459 您的雕刻机软件会操作了吗，慢慢学习吧，泽凯数控设备有限公司帮助您 在数控雕刻机使用过程中，精雕、文泰、type3、ug等软件是客户必须用的，只不过客户根据自己的习惯会选用不同的设计软件。其中精雕是目前使用率比较广泛的设计软件之一，它能很轻松的完成各种浮雕的雕刻路径设置。但对于很多初学者，精雕还是比较难的，因为更多人不知道如何入门。我们简单介绍一下精雕的如何教程。 解压后无需安装，将JDPait和NCservert创建快捷方式托至桌面 1. 运行雕刻机精雕软件（JDPaint）之前先运行NC路径转换器（NCserver） 2.打开精雕软件 3. 输入图片 点击【文件】——【输入】——【点阵图像】——找到要刻的灰度图（一般为bmp格式）——打开 4.调整图片大小 选中图片——点击【变换】——【放缩】——设置合适的尺寸——确定 ? 5.生成浮雕曲面 点击【艺术曲面】——【图像纹理】——【位图转成网格】——点击图片——设置合适的曲面高度 向变换 将图片拖至其他位置与网格分离——选中网格——点击【虚拟雕塑工具】——点击【模型】——Z向变换——点击将高点移至XOY平面
7.做路径 点击【选择工具】——选中网格——点击【刀具路径】——【路径向导】——选择曲面精雕刻——下一步——选择合适的刀具（刀具库中没有的刀具可以双击其中一把刀具将其参数修改后确定）——下一步（使用维宏控制系统的无需选材料）——将雕刻机雕刻路径参数中的路径间距重新设置（一般将重叠率调至20%-35%）——完成 8.输出路径 拉框选中已经做好的路径——点击【刀具路径】——输出刀具路径——找到要保存的位置并命名后点击保存———ENG文件格式选择，输出原点处点击【特征点】选择路径左下角——确定——将NC路径转换器的文件头尾设置全部清空——点击【生成】 ? 9.将做好的NC文件导入雕刻机控制系统（维宏控制）按照维宏控制操作说明进行操作即可完成雕刻。
Mastercam挖槽加工刀具路径操作举例
Mastercam挖槽加工刀具路径操作举例 挖槽铣削用于产生一组刀具路径去切除一个封闭外形所包围的材料，或者一个铣平面，也可以粗切削一个槽。挖槽加工刀具路径由两组主要的参数来定义：挖槽参数和粗加工/精加工参数。下面接着上面的例子介绍挖槽加工刀具路径的生成。挖槽铣削刀具路径构建步骤： (1)Main menu→Toolpaths→Pocket→Solids，首先将如图j所示的Edges、Loop项设置为N，Faces项设置为Y。然后选择所加工零件的内部型腔底面轮廓，连续选择Done，系统弹出如图k所示挖槽对话框。 (2)设置Tool parameters项，由于该槽需要粗加工和精加工两道工序，首先生成粗加工刀具路径，故在此选择直径为15mm的端铣刀进行粗加工。 (3)设置Pocketing parameters项参数。各参数项的意义如下： 1)Machining direction栏 设置加工方向。铣削的方向可以有两种，顺铣和逆铣。顺铣指铣刀的旋转方向和工件与刀具的相对运动进给方向相同；逆铣指铣刀的旋转方向与刀具的进给方向相反。 2)Depth cuts 项 本项的参数大部分与轮廓铣削相同，只是增加了一项Use island depth一项，该项用于选择是否接受槽内的岛屿高
度对挖槽的影响，如果接受岛屿高度的影响，挖槽时会依岛屿的高度将岛屿和海的高度差部分挖掉；若关闭该选项，刀具路径绕过岛屿。 3)Facing 项 Facing对话框各参数的意义： ①overlap percentage：可以设置端面加工的刀具路径，重叠毛坯外部边界或岛屿的刀具路径的量，该选项是清除端面加工刀具路径的边，并用一个刀具直径的百分率来表示。该区域能自动计算重叠的量。也就是说刀具可以超出挖槽地边界扩大挖槽的范围。 ②overlap amount：可以设置端面加工刀具路径重叠毛坯外部边界或岛屿的量，该选项能清除端面加工刀具路径的边，并在XY轴作为一个距离计算，该区域等于重叠百分率乘以刀具直径。 ③Approach distance：该距离参数是确定从工件至第一次端面加工的起点的距离，它是输入点的延伸值。 ④Exit distance：退刀线的线长。 ⑤Stock about islands：可以在岛屿上表面留下设定余量。 4)remachining项 remachining项用于重新计算在粗加工刀具不能加工的毛坯面积，构建外形刀具路径去除留下的材料，留下的材料可根据以前的操作和刀具尺寸进行计算。 5)Open项 通过对Open项参数的设置可以忽略岛屿进行挖槽加工。 6)Advanced项 Advanced项对话框部分参数解释： = 1 \* GB3 ①Tolerance for remachining and constant overlap 使用螺旋下刀的方式加工或者做残料清角。公差值是由刀具的百分比运算得到，一个小的公差值可构建一个精密的刀具路径。残料加工时，一个较小公差可产生较大的加工面积，输入下面两个公差值的任一个：Percent for tool：设置公差是用刀具直径的指定百分率。 Tolerance：直接指定距离来设置公差。 = 2 \* GB3 ②Display stock for constant overlap spiral：选择该选项可以显示刀具切除的毛坯。 (4)选择roughing/finishing parameters对话框，得到如图m所示对话框。roughing/finishing parameters参数对话框部分参数解释： 1)rough：选择铣削图像中的一种方法，作挖槽铣削，每一种粗加工型式有图示说明。 = 1 \* GB3 ①Zigzag：双向切削，该方式产生一组来回的直线刀具路径来粗铣挖槽。刀具路径的方向是由粗切角
mastercam二维零件设计及轮廓加工刀具路径
第2章二维零件设计及轮廓加工刀具路径二维零件设计是MasterCAM造型设计的基础，应用非常广泛。本章通过一个典型零件说明MasterCAM的零件造型、设计方法、编辑技巧及二维轮廓刀具路径的生成方法。 2.1 零件设计过程及典型编辑方法的应用 图2-1 图2-2 图2-1a为零件的立体图，图2-1b为此零件的标注尺寸，图2-2为加工过程仿真后的效果
图。 以下操作步骤为图2-1a中零件的设计、编辑过程。 步骤一基本设置 层(Level)：1 颜色(Color)：绿色(10) Z向深度控制：0 线型(Style)：实线(Solid) 线宽(Witdth)：2 绘图面(Cplane)：俯视图（T） 视图面(Gview)：俯视图（T） 步骤二建立工件设计坐标系，绘制一矩形 按功能键F9，在屏幕中间出现一个十字线，即为工件设计坐标系。 绘制矩形方法如下：选择主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-矩形(Rectangle)-两点(2 points) 输入左上方端点：-40，50 回车 右下方端点：0，-50 回车 结果如图2-3所示。
图2-3 图2-4 步骤三绘制圆 选择主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-圆弧(Arc)-圆心、半径(Circ pt+rad) 输入半径：50 回车 圆心：-80，0 回车 按Esc键结束绘制圆。结果如图2-4所示。 步骤四打断圆与直线 选择主菜单(Main Menu)-修整(Modify)-打断(Break)-两段(2 pieces) 用鼠标拾取图2-4中的圆C1，并拾取断点位置于圆上P1位置，则圆被打断为两段，断点分别为P1和P2，如图2-4所示； 拾取图2-4中的直线L1，并拾取断点位置于直线中点P3位置； 打断后的图素与原图素只有拾取图素时才能分辨出，拾取选中的部分，颜色会发生变化。 步骤五修剪 选择主菜单(Main Menu)-修整(Modify)-修剪(Trim)-两图素(2 entities) 用鼠标分别拾取图2-4所示的直线L1上位置P4和圆C1上位置P5，得到图2-5；
自由曲面加工理论与应用(第03讲--刀具路径生成算法概述)
自由曲面加工理论与应用 第03讲--刀具路径生成算法概述
刀具路径生成方法的分类 （Taxonomy of tool-path generation） ?刀具路径生成方法包含的要素（Tool-path generation (TPG) mechanism） ?1）刀具路径规划的区域(Path-planning domain) 在二维区域内规划走刀模式（toolpath patterns），生成刀 具路径 （2D domain where tool-path patterns are planned） ?2）刀具路径生成的曲面(Path-generation surface) 在CC-surface或CL-surface等3D surface上生成刀具路径 （3D surface →CC-surface or CL-surface）。
三种刀具路径规划的区域（Three types of Path-planning domains） 1)参数区域(Parameter-domain(PD)): tool-paths are planned on the u,v-domain of the 3D surface r(u, v), and then they are mapped back to r(u, v). 2)导动平面(Guide-plane(GP)): tool-paths are planned on a separate “guide-plane”, and then they are projected on the surface. 3)导动曲面(Drive-surface(DS)): tool-path are defines as a series of intersection curves between “drive surfaces”and the pare-surface
一种基于路段惩罚法的合理路径集生成算法
第26卷 第9期2009年9月 公 路 交 通 科 技 Journal of Highway and Transportation Research and Development Vol 26 No 9 Sep 2009 文章编号:1002 0268(2009)09 0107 05 收稿日期:2008 08 02 基金项目: 十一五 国家科技支撑计划资助项目(2006BAG01A04) 作者简介:龚峻峰(1981-),男,广东韶关人,博士,研究方向为智能交通系统 (floydgong@hotmai l com) 一种基于路段惩罚法的合理路径集生成算法 龚峻峰,余 志,何兆成 (中山大学 智能交通研究中心,广东 广州 510275) 摘要:为了给路径选择模型提供合理的路径集输入,使路径集能够包含更多驾驶员实际选择的路径,提出了一种基于路段惩罚法的路径集生成算法。根据发生拥堵的频率定义路段的拥堵指数,然后根据拥堵指数确定新算法的惩罚规则:在上一次计算的最优路径中需要增加阻抗的路段,是拥堵指数较大路段,而不是原始算法提出的所有路段。通过定义合理的指标评价路径集生成算法的有效性,根据实测的驾驶员出行路径数据评价改进的路段惩罚算法、原始的路段惩罚法以及应用较广泛的随机分类组合法。结果表明,在几种算法中本文提出算法生成的路径与实测路径完全一致的比例最大。 关键词:智能运输系统;合理路径集;路段惩罚;路径集生成算法;路径选择中图分类号:U491 文献标识码:A A Reasonable Route Choice Set Generation Algorithm Based on Link Penalty Method GONG Junfeng,YU Zhi,HE Zhaocheng (Research Center of Intelligent Transport Systems,Sun Yat sen University,Guangzhou Guangdong 510275,China) Abstract:To input a reasonable route choice set containing more routes of drivers !real choices into the route choice model,a route choice set generation algorithm based on link penalty method was proposed According to congestion frequency,link congestion index was defined to establish the penalty rule of the algorithm The impedances of the links with large congestion indexes in the shortest path of last iteration,which is different from all of the links in the original algorithm,were increased in the proposed algorithm Reasonable indexes were defined to evaluate the efficiency of route choice set generation algorithm According to measured data of drivers !real travel routes,an evaluation of the proposed link penalty algorithm,the original link penalty algorithm and the widely used Monte Carlo labeling combination algorithm was performed The results show that the proposed algorithm reproduces better observed behavior Key words:Intelligent Transport Systems;reasonable route choice set;link penalty;route choice set generation algorithm;route choice 0 引言 驾驶员的路径选择模型是微观交通仿真的核心模型之一,同时也是研究路径诱导的基础。对路径选择的建模通常分为两步:第1步是根据给定的路网生成有限的路径集,作为驾驶员可能选择的路径;第2步是在上一步生成的路径集中计算选择每条路径的概 率。因此,生成合理的路径集,使其尽量多的包含驾驶员实际选择的路径,对路径选择建模有重要的意 义。路径选择模型中的路径集生成算法大致可分为两大类:带约束的路径枚举法与基于最优路径的迭代搜索法[1-2]。 带约束的路径枚举法包括分支界限法(Branch &Bound)[3]与分层定向法(Multilevel Orientation)[4],从
刀具路径与JDPaint40刀具路径比较3分
JDPaint5.0刀具路径与JDPaint4.0刀具路径比较 （技术支持部：回文刚2004-4-2） 2004年1月份我们公司正式推出JDPaint5.0软件，来取代以前使用的JDPaint4.0软件。在这次软件升级中，各个部分都有很大的改变，在刀具路径方面也有较大的变化。下面在这方面进行一下粗略的比较,以便于分公司推行5.0软件。 （一）平面雕刻 5.0软件的平面雕刻部分命令方法基本上和4.0是一样的。但是在加工效果和效率上有明显的差别。 1）区域粗雕刻中新添加的功能 4.0软件中斜线下刀最多只能沿轮廓转一圈，如果设置角度小，这时就不是按照设置 的参数生成了。而5.0软件是严格按照设置的参数生成路径。 这是4.0软件使用0.5度斜线下刀生成的路径 这是使用5.0软件沿轮廓下刀0.5度生成的路径 上面的路径是对同一区域使用相同的加工方法，下刀角度都为0.5度，4.0软件和 5.0软件生成刀具路径的比较。4.0软件的路径由于下刀角度不准确，两层路径的高度 差为2.22MM，而5.0软件路径的高度差为0.5MM。在斜线下刀时，两个重要因素就
是下刀角度和最大吃刀深度。下刀角度要小于副刃偏角。4.0软件的刀具路径实际下刀角度为1.6度，几乎等于副刃偏角，这样斜线下刀的作用就没有了。最大吃刀深度 4.0是 5.0的4倍多，这样相同的情况下，刀具变形就增大了4倍，非常容易出现断刀 现象。 ● 5.0软件中，在开槽中增加了切削量均匀的功能。这个功能是针对锥刀开槽添加的。 由于锥刀在加工深度上越大，加工的宽度就越大，切削量也就随之变大。这样的加工实际上是不等量加工，影响加工效率和刀具寿命。 等的 每 等的 不使用切削量均匀生成的路径使用切削量均匀生成的路径 但是，当刀尖非常小的时候，使用等量切削第一刀的加工量太大，非常容易出现断刀的现象。一般来说，这个功能使用在0.4以上的锥刀。 ●在5.0软件的区域粗雕刻中，也增加了折线下刀，螺旋下刀的功能。这两种下刀方法 都可以降低下刀时的最大吃刀深度。；这样在加工时，就降低了刀具的变形，保证刀具在良好的状态下进行加工。下面说明一下各种下刀方式的具体应用： 螺旋下刀是所有下刀方式中对刀具影响最小的一种下刀方式。在可以使用螺旋下刀时，尽量使用螺旋下刀。一般用于较大区域的加工。 折线下刀主要用于小区域而且狭长的区域的加工中。如狭长的矩形的区域加工，生成不了螺旋下刀，就可以使用折线下刀。 曲面宽度较小，但长度较大 这种情况最适合使用折线下刀 沿轮廓下刀主要用于小区域，可以成环状加工的区域，如一个圆环，沿着他转一圈又回到起点，这种情况，不能使用螺旋下刀时，就可以使用沿轮廓下刀，但要注意下刀角度。
mastercam二维零件设计与轮廓加工刀具路径
第2章二维零件设计及轮廓加工刀具路径 二维零件设计是MasterCAM造型设计的基础，应用非常广泛。本章通过一个典型零件说明MasterCAM的零件造型、设计方法、编辑技巧及二维轮廓刀具路径的生成方法。 2.1 零件设计过程及典型编辑方法的应用 图2-1 图2-2
.专业整理. 图2-1a为零件的立体图，图2-1b为此零件的标注尺寸，图2-2为加工过程仿真后的效果图。 以下操作步骤为图2-1a中零件的设计、编辑过程。 步骤一基本设置 层(Level)：1 颜色(Color)：绿色(10) Z向深度控制：0 线型(Style)：实线(Solid) 线宽(Witdth)：2 绘图面(Cplane)：俯视图（T） 视图面(Gview)：俯视图（T） 步骤二建立工件设计坐标系，绘制一矩形 按功能键F9，在屏幕中间出现一个十字线，即为工件设计坐标系。 绘制矩形方法如下：选择主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-矩形(Rectangle)-两点(2 points) 输入左上方端点：-40，50 回车 右下方端点：0，-50 回车 结果如图2-3所示。 .学习帮手.
图2-3 图2-4 步骤三绘制圆 选择主菜单(Main Menu)-绘图(Create)-圆弧(Arc)-圆心、半径(Circ pt+rad) 输入半径：50 回车 圆心：-80，0 回车 按Esc键结束绘制圆。结果如图2-4所示。 步骤四打断圆与直线 选择主菜单(Main Menu)-修整(Modify)-打断(Break)-两段(2 pieces) 用鼠标拾取图2-4中的圆C1，并拾取断点位置于圆上P1位置，则圆被打断为两段，断点分别为P1和P2，如图2-4所示； 拾取图2-4中的直线L1，并拾取断点位置于直线中点P3位置； 打断后的图素与原图素只有拾取图素时才能分辨出，拾取选中的部分，颜色会发生变化。 步骤五修剪 选择主菜单(Main Menu)-修整(Modify)-修剪(Trim)-两图素(2 entities)
JDPaint V5.19刀具路径升级说明
JDPaint V5.19刀具路径升级说明 一、刀具路径部分 1、新增的路径功能 1) 曲面精加工增加“角度分区走刀方式”； 角度分区功能的特点是: ●平行截线适合于平坦的曲面,等高外形适合于陡峭的曲面,当模型由平坦和陡峭两部分组成时,该功能可以根据曲面坡度区分平行截线和等高外形的加工区域,并生成相应的刀具路径，如图1所示； ●和手工定义加工范围相比，该功能的适应性更易用，结果更加准确； 图1角度分区路径 2) 增加“残料高度清根”加工方法； 残料高度清根功能的特点是: ●只在上把刀具未加工到的尖角或者狭缝位置生成路径 ,加工效率比较高； ●该功能特别适合于浮雕曲面加工； 如图2a所示，使用直径为4的球头刀加工该曲面，窄缝加工不到位，使用直径为2的球头刀进行残料清根加工，就可以将窄缝加工到位，路径如图2b所示。
图2a直径为6的球头刀生成的平行截线路径图2b直径为2的球刀生成的残料高度清根路径3) 增加“加工保护面”; 加工保护面功能的特点是: ●使用辅助曲面限定加工范围，比起曲线限定的方法更加直观； ●比曲线限定加工范围的可靠性高,可以减少编程； 如图3所示，上面的面是保护面，生成的路径会在中间断开，从保护面上面通过。这项功能在模具加工中有广泛的应用。
图3保护面路径 4) 增加“自动调整过切路径”的功能； 自动调整过切路径功能的特点是: ●对生成的路径自动进行干涉检查，调整过切的路径点，使用起来很方便； ●该功能放在计算设置页面的雕刻精度里； 下图4a生成的路径中间有过切，选择了自动调整过切路径，生成的路径如图4b所示，中间过切的路径被处理了。 图4a路径发生过切图4b调整过切后的路径 5)增加“删除边界路径点”的功能； 删除边界路径点功能的特点是: ●删除曲面边界以外的路径，使得加工路径正好走在曲面的边界上； 图5a生成的路径是没有删除边界点的，路径比较长，删除了边界点的路径后，路径加工正好到位，路径比以前短了，如图5b所示。
灰度图转浮雕
灰度图转浮雕简易处理步骤 灰度图转浮雕简易处理过程(入门) 发这个贴，算是给新人和自己上个小课吧。当是无脑输出。 刚好给客户完成一张抽屉面的图，规格为61*395.就以此为例吧。原图如下： 第一步：打开精雕软件，文件－输入－点阵图像－选择指定图像（注意文件 类型）〈图1〉 第二步：绘制所需尺寸图形，绘制－矩形（随意画个）－选中矩形－变换－ 放缩（输入395*61）；编辑－单线等距－选中矩形向内偏移4MM（起外框线条）－'绘制，矩形'以内框左上角为起点按住SHIFT拉伸差不多8MM左右放手〈图21〉－'编辑修剪'点选内框和小矩形－右键确认，左键修剪掉内框左上角线条－'编辑，倒圆角'－输入半径5右键（注意左右下角）－右键确认上圆角<图22>；给外框上中心线修剪掉内框除左上角部分的其它三部分〈图23〉－点选左上角部分‘变换镜像’以为中心线为轴对称（注意右上角选复制图形）－‘编辑，连接’内框－‘单线等距’向外偏移4MM；点选灰度图按住SHIFT移动图像到方框内并放缩至合适位置（尽量别去让图像变形；小技巧：拉伸时按住CTRL同时两边 拉伸）〈图24〉。
第三步：灰度转浮雕，艺术曲面－图像处理－位图转网格（注意左下角出现： 点选一位图）－点击图像－弹出窗口输入需要的曲面高度（我这里为3.5MM）；右向左框选曲面按6进入‘虚拟雕塑环境’F6‘全局观察’－‘雕塑，冲压’去掉外框线 条〈图32〉。
第四步（重要部分，个人技巧）：完善灰度图转浮雕，去掉中心线－‘颜色， 等高填色’（注意右上角，如图41设置）－点击浮雕（如图42效果）－再次在龙头外线点击（龙头明显还有水纹，直到把多余水纹填色掉，如图43）－‘颜色，颜色区域矢量化’生成外框线（小技巧：这个还有另外一个快捷键是/）－‘效果，磨光’多磨几次直到表面光滑，当然图像不能模糊了；接下来这个步骤很重要雕出来好不好看就看这了，‘冲压’右边选颜色内，SHIFT+左键拾取填充的颜色－左键冲压闭合区域（图中有三个位置注意了）－如是正版5.5支持‘特征，削除锯 齿’加以应用下，定更接近美感。
精雕灰度图转浮雕的做法
精雕灰度图转浮雕的做法： 首先打开精雕作图软件如图，打开之后点击屏幕左上方的“文件”如图 ，找到目录下的“输入”然后找到“点阵图像”单击文件类型选择（*.bmp),找到 所需要加工的图打开，如：打开之后看一下图的尺寸是否是你需要加工的尺寸，如果不是那就需要修改一下图的加工尺寸 首先选中图片，单击屏幕左上方的“变换”，找到目录下的“放缩”（快捷键Alt+4），如图
假如雕刻尺寸是200X200 （MM)只要修改横向尺寸为200，点一下“保持比例”就可以了，纵向尺寸就自动变到200， 如果你雕刻的尺寸是不规则的，比如是200X100（mm）那就横向尺寸改到200，纵向尺寸改成100，这次不需 要点击“保持比例”，尺寸修改完之后，点击屏幕中心上方的“艺术曲面”，找到目录下的“图像纹理”——单击“位图转网格”，这是把鼠标放到图片上点击一下会出现如图：
需要修改一下你的加工工件的雕刻深度如图： 如果雕刻是3毫米，输入3就可以了，然后点击
“确定”，出现如图出现一个网格，这个网格就是我们用灰度图转出来的浮雕图，然后我们把灰度图移开或是删除，现在我们开始绘制一个矩形，单击屏幕左上方的“绘制”，找到目录下的“矩形”（Ctrl+T）点击，找到空白处单击鼠标左键，移动鼠标出现矩形再次点击鼠标左键，就绘制出一个矩形，然后单击鼠标右键退出，选中矩形单击“变换”目录下的——“尺寸等同”，这是用鼠标左键单 击以下网格出现如图：选择双向尺寸等同之后点击确定，此时矩形和网格一样大，然后再单击屏幕右侧工具栏的“对齐”，找到目录 下的如图：点击，现在用鼠标左键单击网格出现如下图：
刀具路径常见问题解答
千挑精雕网 北京精雕图培训制作教程精雕图制作系列教程 刀具路径常见问题解答 支持网站：https://www.wendangku.net/doc/506281870.html,/
刀具路径常见问题解答 主要内容 加工基础 刀具与材料 平面雕刻加工 曲面雕刻加工 公共参数 刀具路径管理 典型加工路径
2.1加工基础 1、什么是数控加工？ 数控加工就是将加工数据和工艺参数输入机床，机床的控制系统对输入信息进行运算与控制，并不断地向驱动系统发送运动脉冲信号，驱动系统将脉冲信号进行转换与放大处理，然后由传动机构驱动机床运动，从而完成零件加工。 2、数控加工一般包括那些内容？ 1）对图纸进行分析，确定加工区域； 2）构造加工部分的几何形状； 3）根据加工条件，选择加工参数，生成加工路径； 4）刀具路径分析、模拟； 5）开始加工； 3、数控系统的控制动作包括那些？ 1）主轴的起、停、转速、转向控制； 2）进给坐标轴的坐标、速度、进给方式（直线、圆弧等）； 3）刀具补偿、换刀、辅助动作（机台锁紧/松开、冷却泵等开关）； 4、常见的数控系统的有那些？ Funuc, Siemens, Fidia, Heidenhain, Fagor, Num, Okuma, Deckel, Mitsubishi 5、普通铣削和数控铣削的主要区别是什么？ 普通铣削的进给运动以单轴运动为主，数控铣削实现了多轴联动。 6、数控铣削加工常用的刀具是哪些？ 面铣刀、立铣刀、盘铣刀、角度铣刀、键槽铣刀、切断铣刀、成型铣刀。 7、数控加工中需要考虑的切削要素包括那些？ 主要考虑的因素是最大切除效率和主轴转速，最大切削效率决定于进给速度、吃刀深度、
精雕软件教程
精雕软件教程 1. 运行雕刻机精雕软件（JDPaint）之前先运行NC路径转换器（NCserver） 2.打开精雕软件 3. 输入图片点击【文件】——【输入】——【点阵图像】——找到要刻的灰度图（一般为bmp格式）——打开 4.调整图片大小选中图片——点击【变换】——【放缩】——设置合适的尺寸——确定 5.生成浮雕曲面点击【艺术曲面】——【图像纹理】——【位图转成网格】——点击图片——设置合适的曲面高度向变换将图片拖至其他位置与网格分离——选中网格——点击【虚拟雕塑工具】——点击【模型】——Z向变换——点击将高点移至XOY平面 7.做路径点击【选择工具】——选中网格——点击【刀具路径】——【路径向导】——选择曲面精雕刻——下一步——选择合适的刀具（刀具库中没有的刀具可以双击其中一把刀具将其参数修改后确定）——下一步（使用维宏控制系统的无需选材料）——将雕刻机雕刻路径参数中的路径间距重新设置（一般将重叠率调至20%-35%）——完成8.输出路径拉框选中已经做好的路径——点击【刀具路径】——输出刀具路径——找到要保存的位置并命名后点击保存———ENG文件格式选择，输出原点处点击【特征点】选择路径左下角——确定——将NC路径转换器的文件头尾设
置全部清空——点击【生成】9.将做好的NC文件导入雕刻机控制系统（维宏控制）按照维宏控制操作说明进行操作即可完成雕刻 精雕软件教程 画图片 1.打开精雕软件； 2.文件→输入→点阵图像； 3.桌面→练习图片→文件类型（jpg）→空白点（右键）→查 看（微略图滚动选择）→打开； 4.点左键； 5.选中后加锁→已选对象加锁→右键； 6.绘制→多义线→样条曲线； 7.shift+右键用来移动图片；【抓手工具】 8.从最高处开始画； 9.打开端点（捕捉点）和最近点，其余关闭； 10.用L是退一步（线条的返回）； 11.用Delete来删除（或用Χ） 图像的旋转