一种增材制造零件模型的尺寸补偿缩放方法、装置及设备与流程

本发明涉及工业信息，具体涉及一种增材制造零件模型的尺寸补偿缩放方法、装置及设备。

背景技术：

1、在选择性激光烧结加工过程中，处于成型缸不同位置工件收缩差异，将导致精度误差问题，针对这一问题，在加工前成型数据处理软件通过使用尺寸补偿函数对工件的增材制造零件模型的图纸进行缩放计算，即根据增材制造零件模型的三角面顶点处于成型空间坐标系中的坐标值及尺寸补偿函数计算单坐标轴方向的比例系数，并根据固定的缩放中心重新计算三角面顶点坐标，输出增材制造零件模型文件，使用缩放计算后的增材制造零件模型文件来加工以补偿收缩差异导致的尺寸误差，由于成型缸中不同位置工件承受压力值及受热温度各不相同，并且处于这些环境的时间也不相同，使用的尺寸补偿函数是非线性的，虽然可以有效地改善工件的尺寸精度，但基于增材制造零件模型中每个点处于成型空间中的坐标位置单独计算待补偿坐标方向的补偿系数，获得补偿后的点坐标作为实际成型时增材制造零件模型的坐标点的方式，由于非线性补偿函数的作用将导致原始垂直于待补偿坐标轴的三角面组成的平面将由于不同的补偿系数而不再处于垂直于待补偿坐标轴的平面上，实际加工的平面将出现明显的台阶纹路，影响增材制造零件的外观质量。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明提供了一种增材制造零件模型的尺寸补偿缩放方法、装置及设备，以解决基于增材制造零件模型中每个点处于成型空间中的坐标位置单独计算待补偿坐标方向的补偿系数，获得补偿后的点坐标作为实际成型时增材制造零件模型的坐标点的方式，由于非线性补偿函数的作用将导致原始垂直于待补偿坐标轴的三角面组成的平面将由于不同的补偿系数而不再处于垂直于待补偿坐标轴的平面上，实际加工的平面将出现明显的台阶纹路，影响工件的外观质量的问题。

2、第一方面，本发明提供了一种增材制造零件模型的尺寸补偿缩放方法，该方法包括：

3、获取待补偿缩放增材制造零件模型的每个三角面顶点在成型空间坐标系中的初始坐标值以及待补偿坐标轴方向的尺寸补偿函数和缩放基准中心坐标值，成型空间坐标系表示在成型设备中用于成型工件的成型舱体硬件确定的成型空间中建立的笛卡尔坐标系，坐标系的原点处于成型空间中的任意一点；获取待补偿坐标轴方向上单调增加的目标函数，目标函数为连续函数或分段函数中的一种；基于目标函数确定待补偿坐标轴方向上待补偿缩放增材制造零件模型的基准轴线；计算待补偿缩放增材制造零件模型内所有三角面顶点所处的与待补偿坐标轴方向垂直的每个平面与基准轴线的交点坐标值；基于尺寸补偿函数、缩放基准中心坐标值、每个交点坐标值和每个初始坐标值，确定尺寸补偿缩放后的目标增材制造零件模型。

4、本发明提供的增材制造零件模型的尺寸补偿缩放方法，通过待补偿坐标轴方向上单调增加的目标函数为待补偿缩放增材制造零件模型在待补偿坐标轴方向上设置对应的基准轴线，进而计算待补偿缩放增材制造零件模型内所有三角面顶点所处的与待补偿坐标轴方向垂直的每个平面与基准轴线的交点坐标值，并结合获取得到的待补偿缩放增材制造零件模型的每个三角面顶点的初始坐标值以及待补偿坐标轴方向的尺寸补偿函数和缩放基准中心坐标值可以确定出最终的尺寸补偿缩放后的目标增材制造零件模型，可以使得原始垂直于待补偿坐标轴的三角面组成的平面补偿后在该坐标轴方向的坐标值保持一致，在改善待补偿缩放增材制造零件模型的尺寸精度的同时改善了待补偿缩放增材制造零件模型的外观。

5、在一种可选的实施方式中，计算待补偿缩放增材制造零件模型内所有三角面顶点所处的与待补偿坐标轴方向垂直的每个平面与基准轴线的交点坐标值，包括：

6、获取每个平面的平面方程以及基准轴线的参数方程；基于每个平面方程和参数方程，计算待补偿缩放增材制造零件模型内所有三角面顶点所处的与待补偿坐标轴方向垂直的每个平面与基准轴线的交点坐标值。

7、本发明提供的增材制造零件模型的尺寸补偿缩放方法，通过结合每个平面的平面方程以及基准轴线的参数方程可以计算得到所有三角面顶点所处的与待补偿坐标轴方向垂直的每个平面与基准轴线的交点的坐标值，为后续模型的尺寸补偿缩放提供了支持。

8、在一种可选的实施方式中，基于尺寸补偿函数、缩放基准中心坐标值、每个交点坐标值和每个初始坐标值，确定尺寸补偿缩放后的目标增材制造零件模型，包括：

9、基于每个交点坐标值和尺寸补偿函数，确定补偿缩放系数；基于补偿缩放系数、缩放基准中心坐标值和每个初始坐标值，确定尺寸补偿缩放后的每个三角面顶点的目标坐标值；基于每个目标坐标值确定尺寸补偿缩放后的目标增材制造零件模型。

10、本发明提供的增材制造零件模型的尺寸补偿缩放方法，通过交点坐标值和尺寸补偿函数可以计算得到基于尺寸补偿函数的补偿缩放系数，进一步，将补偿缩放系数作为待补偿缩放增材制造零件模型的补偿缩放系数并进行模型的尺寸补偿缩放，可以使得原始垂直于待补偿坐标轴的三角面组成的平面补偿后在该坐标轴方向的坐标值保持一致，在改善待补偿缩放增材制造零件模型的尺寸精度的同时改善了待补偿缩放增材制造零件模型的外观。

11、在一种可选的实施方式中，目标函数的参数方程表示为：

12、

13、式中：x2，y2，z2表示由参数方程确定的基准轴线在参数t时对应的坐标值；x2(t)，y2(t)，z2(t)分别表示x2，y2，z2与参数t的函数关系；a，b表示参数t的取值范围，通过目标函数的形式确定。

14、在一种可选的实施方式中，基于补偿缩放系数、缩放基准中心坐标值和每个初始坐标值，确定尺寸补偿缩放后的每个三角面顶点的目标坐标值，包括：通过下述关系式确定：

15、

16、式中：c′表示尺寸补偿缩放后的三角面顶点在对应坐标轴方向上的目标坐标值；corisbase表示缩放基准中心在对应坐标轴方向上的坐标值；(xintersect,yintersect,zintersect)表示交点坐标值；表示在对应坐标轴方向上的补偿缩放系数；cori表示在对应坐标轴方向上的初始坐标值。

17、在一种可选的实施方式中，该方法还包括：利用选择性激光烧结技术对目标增材制造零件模型进行加工。

18、第二方面，本发明提供了一种增材制造零件模型的尺寸补偿缩放装置，该装置包括：

19、第一获取模块，用于获取待补偿缩放增材制造零件模型的每个三角面顶点在成型空间坐标系中的初始坐标值以及待补偿坐标轴方向的尺寸补偿函数和缩放基准中心坐标值，成型空间坐标系表示在成型设备中用于成型工件的成型舱体硬件确定的成型空间中建立的笛卡尔坐标系，坐标系的原点处于成型空间中的任意一点；第二获取模块，用于获取待补偿坐标轴方向上单调增加的目标函数，目标函数为连续函数或分段函数中的一种；第一确定模块，用于基于目标函数确定待补偿坐标轴方向上待补偿缩放增材制造零件模型的基准轴线；计算模块，用于计算待补偿缩放增材制造零件模型内所有三角面顶点所处的与待补偿坐标轴方向垂直的每个平面与基准轴线的交点坐标值；第二确定模块，用于基于尺寸补偿函数、缩放基准中心坐标值、每个交点坐标值和每个初始坐标值，确定尺寸补偿缩放后的目标增材制造零件模型。

20、第三方面，本发明提供了一种计算机设备，包括：存储器和处理器，存储器和处理器之间互相通信连接，存储器中存储有计算机指令，处理器通过执行计算机指令，从而执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的增材制造零件模型的尺寸补偿缩放方法。

21、第四方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的增材制造零件模型的尺寸补偿缩放方法。

22、第五方面，本发明提供了一种计算机程序产品，包括计算机指令，计算机指令用于使计算机执行上述第一方面或其对应的任一实施方式的增材制造零件模型的尺寸补偿缩放方法。