车铣复合加工的碰撞检测技术
在车铣复合加工过程中，由于车铣复合加工设备结构复杂、运动部件多、空间小，刀具与刀具，刀具与刀架之间极易发生碰撞现象。车铣复合工艺设计中的碰撞检测是验证工艺方案的可行性，检测同步加工工步、刀轨路径和加工参数正确与否的一种重要手段，因此，研究碰撞检测技术显得尤为重要。
碰撞检测算法主要有空间分解法和层次包围盒法两种算法，其核心思想都是尽可能减少相交测试对象的数目来提高检测速度。空间分解法适用于稀疏的环境中分布比较均匀的几何对象间的检测，层次包围盒方法则应用更为广泛，适应复杂环境中的碰撞检测。车铣复合加工环境复杂，运动对象多，因此，在本研究中选用了基于层次包围盒的方法。
传统检测方法是进行一次或多次试切、不断调试，直到确认能够完成预定的加工要求，这种方法效率低、周期长、成本高。为了提高检测效率，基于虚拟仿真技术的碰撞检测算法为工艺方案的修正提供了依据，但是在修正过程中需要工艺人员根据经验预估修正方式，由预估引起的不确定性和偶然性，给生产计划带来一定风险，如果不能及时解决，可能影响生产进度。随着计算机技术的发展，为了避免盲目的方案预估，减少反复修正的次数，提高准确率，保证精度，准确计算发生初始碰撞时间和位置信息可有效解决该问题。给出了以初始碰撞时间和位置为检测目标，采用改进obb包围盒碰撞检测算法对车铣复合工艺方案中可能存在的碰撞进行检测的流程。
车铣复合加工是一个动态过程，在该方法中，将时间参数作为一个自变量，把工步分为若干时间节点，求解每个时间节点的碰撞情况，简化了碰撞检测算法的难度。算法以车铣复合加工工步为单元，根据工步包含的几何对象创建各对象的obb包围盒及其层次包围盒树。基于分离轴理论的模糊检测，快速剔除不发生碰撞的对象，减少运算对象，提高检测效率。基于矢量法的检测和三角面片相交算法，计算发生初始碰撞的时间和位置。
在模糊检测阶段，当不发生碰撞时，计算下一时间节点的碰撞情况。当发生碰撞时，进入检测阶段。在检测阶段，当不发生碰撞时，返回模糊检测阶段，计算下一时间节点的碰撞情况。当发生碰撞现象时，输出检测结果。直到遍历完该工步的所有时间节点，完成碰撞检测过程。该计算结果能帮助工艺设计人员更快地进行工艺方案或运动参数的修正，提高了修正效率。该算法适用于车铣复合加工所有的加工类型，即常规加工工步和同步加工工步。
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