摘要：对自由曲面的数控加工，寻求最优的刀具轨迹生成方法至关重要。本文基于开源3D库Open CASCADE（OCC）和编程开发环境Microsoft Visual Studio 2010（VS2010），应用B样条表达的自由曲面，采用“投影法”思想，研究“重用已有相似刀具路径”方法，提出了处理自由曲面的NC刀具轨迹映射算法。为了验证算法的有效性和可行性，实验建立5类自由曲面，启动设计的轨迹映射算法，输出曲面的NC加工轨迹质量可以满足设计要求，实现了刀具轨迹的重用。

关键词：自由曲面;数控加工;正交投影;轨迹映射

Abstract： For free-form surface NC machining，it is very important to find the best tool path generation method.In this paper，based on the open-source 3D library Open CASCADE（OCC）and the programming development environment Microsoft Visual Studio 2010（VS2010），the free-form surface expressed by b-spline as the object of use，a tool path mapping algorithm for NC machining of free-form surfaces is proposed by research the method of"reusing existing similar tool paths".This algorithm adopts the idea of"projection method".In order to verify the effectiveness and feasibility of the algorithm，the experiment establishes five kinds of free-form surfaces， starts the designed trajectory mapping algorithm， and the quality of NC machining path of output surface can meet the design requirements， the reuse of tool path is realized.

Key words： freeform surface;NC machining;orthogonal projection;trajectory mapping

0  引言

实际工程应用中，形状相对比较复杂的自由曲面，其刀具路径规划技术仍然是研究的重点，因此学者们相继提出了不同的刀具轨迹规划技术。通常，自由曲面包含多个不同的特征域，每个特征域对应的曲面信息、刀具轨迹及其他加工信息都有差异或相似性，对其分类规划，按一定规则，可自适应地实现同类特征面域的加工轨迹规划[1-2]。为提高加工效率，已有研究者以典型的船用柴油机機架类零件为例，提出基于特征模板，应用重用技术研究同类别零件数控加工刀具轨迹的生成[3-4]。典型的刀具轨迹生成算法中，投影法是计算稳定且较快的一种算法，广泛应用于参数曲面和三角网格曲面的数控加工。Orazi等[5]提出了一种新的三角网格曲面点连续投影算法，该算法用三角曲面片顶点定义的法线来执行投影，投影方向取决于投影点，方向与用三角形网格逼近的原始曲面相一致，可有效应用于需要将大量点投影到网格曲面上的情形。……