CN115560674A - 基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法及*** - Google Patents

基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法及*** Download PDF

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CN115560674A CN202211253171.6A CN202211253171A CN115560674A CN 115560674 A CN115560674 A CN 115560674A CN 202211253171 A CN202211253171 A CN 202211253171A CN 115560674 A CN115560674 A CN 115560674A
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胡子翔
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Abstract

本发明提供基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法及***，方法包括：获取加工模型边界的点云数据；将设计模型边界离散成三角面片；将加工模型与设计模型置于同一坐标系中的同一位置且方向相同；将加工模型所占据的空间以一定边长划分为单元立方；确定加工模型点云中的点分别落在哪个单元立方中；确定设计模型中的三角面可能与哪些单元立方中的点产生有效距离；计算每个单元立方中加工模型的点到设计模型的最短距离。本发明解决了过欠切检出困难、过欠切判断准确性低以及适用性低的技术问题。

Description

基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法及***
技术领域
本发明涉及计算机数控加工领域，具体涉及基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法及***。
背景技术
五轴数控加工能够适应各种形状复杂零件，广泛应用于制造行业。五轴加工中，刀具和工件间能够以各种不同的相对位置、姿态进行切削，因而能够适应复杂多样的工件特征。但这也使得过欠切很难被直观地察觉。
过切指加工过程中切削过量，刀具边缘切入工件中本应该保留的部分。过切会使工件精度不合格，降低工件质量，加速刀具磨损。欠切指加工过程中实际切削金属层未达到预定加工位置，造成本该切除的部分没有被切除。欠切也会使工件精度不合格，工件加工完成后应当对其过欠切进行检查。
虽然刀路是根据设计模型表面生成的，但实际加工中，机床型号、机床控制方式、工作偏置、工件安装方式、机床结构刚度、传动误差等因素都会造成加工的偏差，从而导致过欠切的发生。对加工完的工件或仿真后的工件模型进行过欠切检测是及时调整加工偏差的有效举措。
边界表示法(B-rep)是一种广泛应用的三维图形表示方法，它描述三维空间的一个边界，以将实体区域和外部区域分开，边界由封闭曲面组成。常见的三维图形格式，如IGS、STP、SAT等，均采用或兼容边界表示法。本方法使用模型边界信息计算过欠切量，具有较强的适用性。
例如公布号为CN103612185A的现有发明专利文献《七轴联动数控砂带磨抛机床》包括用以固定叶片零件的回转夹具和顶尖，还包括水平床身、立柱，带动立柱实现Y向直线运动的Y向运动装置，带动立柱实现Z向直线运动的Z向运动装置，用以固定顶尖并带动顶尖实现X向直线运动的X向运动装置，用以固定回转夹具并带动回转夹具实现360度回转运动的B向回转驱动装置，以及安装在水平床身上与立柱对应位置处的磨抛装置。由该现有技术的具体实现内容可知，该现有技术通过对加工接触件进行替换，并通过包括主轴电机在内的电机组对加工工具的驱动控制，避免产生过欠切的问题。又例如公布号为CN113814673A的现有发明专利申请文献《一种大型风扇钛合金整体叶盘焊接件几何自适应加工方法》采用几何自适应加工的技术手段，通过在机测量、叶片重构、混合编程等方式适应性加工叶身型面，解决航空发动机大型风扇钛合金整体叶盘线性摩擦焊后叶片状态不一致导致的叶片轮廓度差、接刀痕控制不合格、前后缘过欠切等问题。由前述现有技术可知，现有的过欠切检查方法，往往依赖待加工曲面的解析特性，如法线方向、曲率等，或是需要对不同的刀位点处的刀具和工件的相对位置关系分别进行过切判断。如果只考虑待加工曲面即设计模型的形状，则在实际加工中各种其它因素造成的过欠切无法检查出来；且计算机存储的三维图形往往丢失高阶解析特性，适用性不是很广。如果对每个刀位点分别判断过切，则运算量较大，对于多层切削，容易产生重复、无效判断。
综上，现有技术存在的过欠切检出困难、过欠切判断准确性低以及适用性低的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有技术中过欠切检出困难、过欠切判断准确性低以及适用性低的技术问题。
本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法包括：
S1、获取加工模型边界的点云数据；
S2、利用点云分治策略，将设计模型边界离散成三角面片；
S3、通过基准-关键点标记，将加工模型与设计模型置于同一坐标系中的同一位置，其中，在坐标系中，将加工模型与设计模型设置在一致方向；
S4、根据预设边长，将加工模型所占据的空间划分为不少于两个的单元立方，其中，每个单元立方根据其坐标确定唯一编号；
S5、找到存在加工模型的点云中的点落入的单元立方，以作为第一划分结果；
S6、找到适于与设计模型中的三角面产生有效距离的单元立方中的点，以作为第二划分结果；
S7、根据第一划分结果及第二划分结果，计算每个单元立方中，加工模型的点到设计模型的最短距离，其中，步骤S7还包括：
S71、求加工模型中的一离散点P到设计模型的一三角面ΔA0A1A2的距离；
S72、计算离散点P到三角面ΔA0A1A2所在平面的距离
Figure BDA0003888738300000021
以及垂足Q，根据垂足Q与三角面ΔA0A1A2的相对位置确定离散点P到三角面ΔA0A1A2的距离。
本发明对加工后的工件或仿真后得到的工件模型进行过欠切检查，判断工件各个位置是否发生过欠切以及过欠切量。通过本发明所构思的以上技术方案，能够根据数控加工得到的模型和设计模型，计算出加工模型的局部过欠切量。本发明基于过欠切检测结果及时调整加工刀路，提高了过切判断准确性，能够提高加工质量，减少废品率，减少刀具磨损。本发明利用数控加工得到的模型和设计模型，不仅适用于对计算机仿真加工后的模型进行过欠切检测，也适用于对实际加工的工件三维扫描成像获取的点云数据进行过欠切检测。
在更具体的技术方案中，步骤S2中，采用点云分治策略，根据数控加工过程中，局部过欠切量不大于两倍刀具半径R的特征，将距离一个离散点大于2*R的面判定为：与离散点不产生有效距离的面，并剔除该面。
本发明通过点云分治策略，降低点面距离计算规模，避免传统技术中需要对每个刀位点分别判断过切而导致的运算量较大的技术缺陷。同时本发明在多层切削的应用场景中，避免了判断重复及判断无效的问题。本发明在降低算法复杂度的同时，提高了过欠切判断准确性。
在更具体的技术方案中，步骤S3中，加工模型中过切的点在设计模型内部，加工模型中欠切的点在设计模型外部。
在更具体的技术方案中，步骤S3中，利用加工模型中离散点到设计模型的最短距离，代替加工造成的局部过欠切量，其中，代替的操作包括：近似代替。
在更具体的技术方案中，步骤S4包括：预先将加工模型中的点按照空间位置划分到不少于2个的单元立方中。
在更具体的技术方案中，步骤S4包括：
S41、记加工模型的整体空间范围为：[Xmin,Xmax],[Ymin,Ymax],[Zmin,Zmax]；
S42、以边长为D划分单元立方；
S43、将坐标为(xm,ym,zm)的点所在的单元立方编号为：
Figure BDA0003888738300000031
本发明通过将加工模型点云和设计模型面按空间划分来减少点面距离的计算次数，以实现快速的过欠切检测。
在更具体的技术方案中，步骤S6包括：
S61、对设计模型中的每个三角面，获取其轴向包围盒范围：
[xdmin,xdmax],[ydmin,ydmax],[zdmin,zdmax]；
S62、将轴向包围盒范围向前后、左右、上下分别扩展2*R，以得到扩展包围盒；
S63、计算获取与扩展包围盒范围重叠的单元立方。
在更具体的技术方案中，步骤S63中，与扩展包围盒范围重叠的单元立方的编号为(i,j,k)，其中，
Figure BDA0003888738300000041
在更具体的技术方案中，步骤S72包括：
S721、在所述垂足Q在预置三角形A内时，所述离散点P到所述预置三角形A的最短距离为d；
其中，记所述三角面的三顶点为A0,A1,A2，单位法向量为n，以下述逻辑计算所述离散点P到该所述三角面所在平面的距离：
Figure BDA0003888738300000042
并利用下述逻辑表示所述垂足Q：
Figure BDA0003888738300000043
将所述垂足Q记为
Figure BDA0003888738300000044
当满足下述条件：
Figure BDA0003888738300000045
时，判定所述垂足Q落在ΔA0A1A2的内部，此时所述离散点P到所述三角面A0A1A2的所述最短距离为d；
S722、在垂足Q在预置三角形A外，且垂足Q到预置三角形A的最短距离为垂足Q到特定条边的垂线时，则记该垂线的长度为l，垂足P到预置三角形A的最短距离为
Figure BDA0003888738300000046
其中，在三角面A0A1A2内，过垂足Q分别作预置三角形ΔA0A1A2三条边的垂线，并利用下述逻辑计算垂足Q到线段A0A1的距离l1：
Figure BDA0003888738300000047
将垂足R表示为
Figure BDA0003888738300000051
其中
Figure BDA0003888738300000052
当0≤k≤1，且β<0时，有垂足R落在线段A0A1上，据以求得Q到ΔA0A1A2的最短距离为l，离散点P到预置三角形ΔA0A1A2的最短距离为
Figure BDA0003888738300000053
S723、在不满足前述步骤S721及S722中情形时，垂足P到预置三角形A的最短距离为离散点P到三角面A0,A1,A2距离的最小值。
本发明通过求得的加工模型离散点到设计模型最短距离，以及与设计模型的位置关系，将不同程度过欠切的点以不同样式显示出来，可以直观地观察整个加工模型的过欠切情况，提高了***适用性。
在更具体的技术方案中，基于点云分治的数控加工局部过欠切检查***包括：
点云获取模块，用以获取加工模型边界的点云数据；
三角面获取模块，用以将设计模型边界离散成三角面片；
模型位置方向设置模块，用以通过基准-关键点标记，将加工模型与设计模型置于同一坐标系中的同一位置，其中，在坐标系中，将加工模型与设计模型设置在一致方向；
加工模型空间划分模块，用以根据预设边长，将加工模型所占据的空间划分为不少于两个的单元立方，其中，每个单元立方根据其坐标确定唯一编号，加工模型空间划分模块与模型位置方向设置模块连接；
第一划分结果获取模块，用以找到存在加工模型的点云中的点落入的单元立方，以作为第一划分结果，第一划分结果获取模块与加工模型空间划分模块及点云获取模块连接；
第二划分结果获取模块，用以找到适于与设计模型中的三角面产生有效距离的单元立方中的点，以作为第二划分结果，第二划分结果获取模块与加工模型空间划分模块及三角面获取模块连接；
最短距离计算模块，用以根据第一划分结果及第二划分结果，计算每个单元立方中，加工模型的点到设计模型的最短距离，最短距离计算模块与第一划分结果获取模块及第二划分结果获取模块连接，其中，最短距离计算模块还包括：
离散点至三角面距离获取模块，用以求加工模型中的一离散点P到设计模型的一三角面ΔA0A1A2的距离；
离散点至三角面距离确定模块，用以计算离散点P到三角面ΔA0A1A2所在平面的距离
Figure BDA0003888738300000061
以及垂足Q，根据垂足Q与三角面ΔA0A1A2的相对位置确定离散点P到三角面ΔA0A1A2的距离，离散点至三角面距离确定模块与离散点至三角面距离获取模块连接。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明对加工后的工件或仿真后得到的工件模型进行过欠切检查，判断工件各个位置是否发生过欠切以及过欠切量。通过本发明所构思的以上技术方案，能够根据数控加工得到的模型和设计模型，计算出加工模型的局部过欠切量。本发明基于过欠切检测结果及时调整加工刀路，提高了过切判断准确性，能够提高加工质量，减少废品率，减少刀具磨损。本发明利用数控加工得到的模型和设计模型，不仅适用于对计算机仿真加工后的模型进行过欠切检测，也适用于对实际加工的工件三维扫描成像获取的点云数据进行过欠切检测。
本发明通过点云分治策略，降低点面距离计算规模，避免传统技术中需要对每个刀位点分别判断过切而导致的运算量较大的技术缺陷。同时本发明在多层切削的应用场景中，避免了判断重复及判断无效的问题。本发明在降低算法复杂度的同时，提高了过欠切判断准确性。
本发明通过将加工模型点云和设计模型面按空间划分来减少点面距离的计算次数，以实现快速的过欠切检测。
本发明通过求得的加工模型离散点到设计模型最短距离，以及与设计模型的位置关系，将不同程度过欠切的点以不同样式显示出来，可以直观地观察整个加工模型的过欠切情况，提高了***适用性。本发明解决了现有技术中存在的过欠切检出困难、过欠切判断准确性低以及适用性低的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例1的基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法流程图；
图2为本发明实施例1的局部过欠切检查软件界面图；
图3为本发明实施例1的ACIS拓扑数据结构；
图4为本发明实施例1的分治方法中加工模型离散点划分示意图；
图5为本发明实施例1的分治方法中寻找设计模型的面与哪些单元立方中的点产生有效距离的示意图；
图6为本发明实施例1的点到三角面最短距离计算示意图；
图7为本发明实施例1的检测结果可视化效果图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
如图1所示，本发明提供的基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法包括以下操作步骤：
S1、获取加工模型边界的点云数据；
S2、将设计模型边界离散成三角面片；
S3、将加工模型与设计模型置于同一坐标系中的同一位置且方向相同，在本实施例中，通过基准-关键点标记，将加工模型与设计模型置于同一坐标系中的同一位置，且方向相同；
S4、将加工模型所占据的空间以一定边长划分为单元立方，在本实施例中，将加工模型点云所占据的空间以一定边长划分为一个个单元立方，每个单元立方根据其X、Y、Z坐标有着唯一的编号；
S5、确定加工模型点云中的点分别落在哪个单元立方中，在本实施例中，操作步骤S5中，预先将加工模型中的点按照空间位置划分到若干单元立方中。记整个加工模型的空间范围为[Xmin,Xmax],[Ymib,Ymax],[Zmin,Zmax]，以边长为D划分单元立方。则坐标为(xm,ym,zm)的点所在的单元立方编号为
Figure BDA0003888738300000071
S6、确定设计模型中的三角面可能与哪些单元立方中的点产生有效距离，在本实施例中，操作步骤S6中对设计模型的每个三角面，获取其轴向包围盒也就是各坐标的范围[xdmin,xdmax],[ydmin,ydmax],[zdmin,zdmax]，并将这个范围向前后、左右、上下分别扩展2*R，计算扩展后的包围盒与哪些范围的单元立方存在重叠。即编号为(i,j,k)的单元立方，其中
Figure BDA0003888738300000072
S7、计算每个单元立方中加工模型的点到设计模型的最短距离。
在本实施例中，操作步骤S7中对每个单元立方中的加工模型点，计算它们到该单元立方范围重叠的各个设计模型面的最短距离。求加工模型一离散点P到设计模型一三角面ΔA0A1A2的距离，首先计算点P到ΔA0A1A2所在平面的距离
Figure BDA0003888738300000081
以及垂足Q，之后根据Q与ΔA0A1A2的相对位置进一步确定点P到ΔA0A1A2的距离：
(1)Q在三角形A内。此时P到三角形A的最短距离为d。
(2)Q在三角形A外，且Q到三角形A的最短距离为Q到某条边的垂线，记该垂线长为l，则P到三角形A的最短距离为
Figure BDA0003888738300000082
(3)不满足上述两种情况，则P到三角形A的最短距离为P到A0,A1,A2距离的最小值。
如图2及图3所示，在本实施例中，以操作步骤S1获取加工模型边界的点云数据。也就是获取位于加工模型边界上一系列点的坐标。为使示例流程简明，这里仅获取加工模型各顶点坐标。根据图3中ACIS拓扑数据结构，对一个实体的每个壳，可依次获取它的每个面、面中的每个环、环中的每条边，进而获取边的顶点，由顶点内的几何点指针找到几何点的坐标。
操作S2，将设计模型边界离散成三角面片。可以按照S1中的流程，得到设计模型各顶点坐标，以及设计模型各个面对顶点的引用。此外，还可获取每个面的法向量，并将其单位化。若面的顶点数大于3，对顶点数为N的面，可在其内部添加N-3条边，将其划分为N-2个三角面。
操作S3，将加工模型与设计模型置于同一坐标系中的同一位置，且方向相同。记设计模型基准上一点为O1，加工模型中对应的基准点为O2，以O1为坐标原点建立坐标系，记设计模型某一特征点为P1，加工模型中对应的特征点为P2，将
Figure BDA0003888738300000083
和
Figure BDA0003888738300000084
单位化，得到p1和p2。记
p1＝p2
其中R满足R-1＝RT,det(R)＝+1，根据p1和p2的值和上述6个约束条件可求得旋转矩阵R。记变换
Figure BDA0003888738300000085
则对加工模型中的所有点施以变换T，可使设计模型与加工模型基准点O1与O2重合，且
Figure BDA0003888738300000086
和
Figure BDA0003888738300000087
方向一致。
如图4所示，在本实施例中，利用操作步骤S4，将加工模型点云所占据的空间以一定边长划分为一个个单元立方。加工模型所占据空间的范围也就是其轴向包围盒，记录其X、Y、Z坐标的最大最小值，[Xmin,Xmax],[Ymin,Ymax],[Zmin,Zmax]。选取D为边长划分单元立方，将这些单元立方分别在X、Y、Z方向上按坐标从小到大编号，坐标为(xm,ym,zm)的点所在的单元立方编号为
Figure BDA0003888738300000091
如图5所示，在本实施例中，利用操作步骤S5寻找每个单元立方中的点可能与哪些设计模型中的三角面产生有效距离。在本实施例中，为每个单元立方维护一个容器，用以存放可能产生有效距离的面的编号。之后遍历设计模型的每个三角面，获取其轴向包围盒也就是各坐标的范围[xdmib,xdmax],[ydmin,yd1ax],[zdmib,zdmax]，将这个范围向前后、左右、上下分别扩展2*R，计算扩展后的包围盒与哪些范围的单元立方存在重叠。可求得扩展后的包围盒覆盖编号为(i,j,k)的单元立方，其中
Figure BDA0003888738300000092
Figure BDA0003888738300000093
Figure BDA0003888738300000094
将该三角面的编号加入这些单元立方对应的容器里。
在本实施例中，利用操作步骤S6至S7对每个单元立方中的点，分别计算它们到该单元立方容器中所有面的距离，并取最小值。在实施该过程时，按坐标从小到大遍历单元立方，从容器中取出三角面的编号，根据S2中的结果查询每个三角面的顶点编号，进而获取该三角面顶点坐标。
如图6所示，记三角面三顶点为A0,A1,A2，单位法向量为n，所求点为P，则P到该三角面所在平面的距离为
Figure BDA0003888738300000095
垂足Q可表示为：
Figure BDA0003888738300000096
将Q记为
Figure BDA0003888738300000097
当满足
Figure BDA0003888738300000098
时，垂足Q落在ΔA0A1A2的内部，此时点P到三角面A0A1A2的最短距离即为d。
否则，在平面A0A1A2内，过Q点分别作ΔA0A1A2三条边的垂线。Q到直线A0A1的距离为
Figure BDA0003888738300000101
垂足R可表示为
Figure BDA0003888738300000102
其中
Figure BDA0003888738300000103
当0≤k≤1，且β<0时，有垂足R落在线段A0A1上，且Q到ΔA0A1A2的最短距离为l1。同理可求得Q到ΔA0A1A2另外两条边的最短距离。若求得Q到ΔA0A1A2的最短距离为l，则P到ΔA0A1A2的最短距离为
Figure BDA0003888738300000104
若上述两种方法都不能求出最短距离，则P到ΔA0A1A2的最短距离为P到A0,A1,A2距离的最小值。
对一点P，判断与其产生最短距离的三角面ΔB0B1B2的相对位置关系。记三角面ΔB0B1B2的法向量为n，指向面的外侧，则可计算
Figure BDA0003888738300000105
若大于0则P在三角面ΔB0B1B2外侧，若小于0则P在三角面ΔB0B1B2内侧，若等于0则P在三角面ΔB0B1B2上。由于三角面ΔB0B1B2是距离点P最近的面，进而可判断点P与设计模型实体的位置关系。
如图7所示，在本实施例中，根据上述过程求得的加工模型离散点到设计模型最短距离，以及与设计模型的位置关系，将不同程度过欠切的点以不同样式显示出来，可以直观地观察整个加工模型的过欠切情况。在设计模型内部的点表示此处发生过切，在设计模型外部的点表示此处发生欠切。
综上，本发明对加工后的工件或仿真后得到的工件模型进行过欠切检查，判断工件各个位置是否发生过欠切以及过欠切量。通过本发明所构思的以上技术方案，能够根据数控加工得到的模型和设计模型，计算出加工模型的局部过欠切量。本发明基于过欠切检测结果及时调整加工刀路，提高了过切判断准确性，能够提高加工质量，减少废品率，减少刀具磨损。本发明利用数控加工得到的模型和设计模型，不仅适用于对计算机仿真加工后的模型进行过欠切检测，也适用于对实际加工的工件三维扫描成像获取的点云数据进行过欠切检测。
本发明通过点云分治策略，降低点面距离计算规模，避免传统技术中需要对每个刀位点分别判断过切而导致的运算量较大的技术缺陷。同时本发明在多层切削的应用场景中，避免了判断重复及判断无效的问题。本发明在降低算法复杂度的同时，提高了过欠切判断准确性。
本发明通过将加工模型点云和设计模型面按空间划分来减少点面距离的计算次数，以实现快速的过欠切检测。
本发明通过求得的加工模型离散点到设计模型最短距离，以及与设计模型的位置关系，将不同程度过欠切的点以不同样式显示出来，可以直观地观察整个加工模型的过欠切情况，提高了***适用性。本发明解决了现有技术中存在的过欠切检出困难、过欠切判断准确性低以及适用性低的技术问题。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、获取加工模型边界的点云数据；
S2、将设计模型边界离散成三角面片；
S3、通过基准-关键点标记，将所述加工模型与所述设计模型置于同一坐标系中的同一位置，其中，在所述坐标系中，将所述加工模型与所述设计模型设置在一致方向；
S4、根据预设边长，将所述加工模型所占据的空间划分为不少于两个的单元立方，其中，每个所述单元立方根据其坐标确定唯一编号；
S5、找到存在所述加工模型的点云中的点落入的所述单元立方，以作为第一划分结果；
S6、找到适于与所述设计模型中的三角面产生有效距离的所述单元立方中的点，以作为第二划分结果；
S7、根据所述第一划分结果及所述第二划分结果，计算每个所述单元立方中，所述加工模型的点到所述设计模型的最短距离，其中，所述步骤S7还包括：
S71、求所述加工模型中的一离散点P到所述设计模型的一所述三角面ΔA0A1A2的距离；
S72、计算所述离散点P到所述三角面ΔA0A1A2所在平面的距离
Figure FDA0003888738290000011
以及垂足Q，根据所述垂足Q与所述三角面ΔA0A1A2的相对位置确定所述离散点P到所述三角面ΔA0A1A2的距离。
2.根据权利要求1所述的基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用分治策略，根据数控加工过程中，局部过欠切量不大于两倍刀具半径R的特征，将距离一个离散点大于2*R的面判定为：与所述离散点不产生有效距离的面，并剔除该所述面。
3.根据权利要求1所述的基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述加工模型中过切的点在所述设计模型内部，所述加工模型中欠切的点在所述设计模型外部。
4.根据权利要求1所述的基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法，其特征在于，所述步骤S3中，利用所述加工模型中离散点到所述设计模型的最短距离，代替加工造成的局部过欠切量，其中，所述代替的操作包括：近似代替。
5.根据权利要求1所述的基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法，其特征在于，所述步骤S4包括：预先将所述加工模型中的点按照空间位置划分到不少于2个的所述单元立方中。
6.根据权利要求1所述的基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法，其特征在于，所述步骤S4包括：
S41、记所述加工模型的整体空间范围为：[Xmin，Xmax]，[Ymin，Ymax]，[Zmin，Zmax]；
S42、以边长为D划分所述单元立方；
S43、将坐标为(xm，ym，zm)的点所在的所述单元立方编号为：
Figure FDA0003888738290000021
7.根据权利要求1所述的基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法，其特征在于，所述步骤S6包括：
S61、对所述设计模型中的每个所述三角面，获取其轴向包围盒范围[xdmin，xdmax]，[ydmin，ydmax]，[zdmin，zdmax]；
S62、将所述轴向包围盒范围向前后、左右、上下分别扩展2*R，以得到扩展包围盒；
S63、计算获取与所述扩展包围盒范围重叠的所述单元立方。
8.根据权利要求7所述的基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法，其特征在于，所述步骤S63中，与所述扩展包围盒范围重叠的所述单元立方的编号为(i，j，k)，其中，
Figure FDA0003888738290000022
Figure FDA0003888738290000023
Figure FDA0003888738290000024
9.根据权利要求1所述的基于点云分治的数控加工局部过欠切检查方法，其特征在于，所述步骤S72包括：
S721、在所述垂足Q在预置三角形A内时，所述离散点P到所述预置三角形A的最短距离为d；
其中，记所述三角面的三顶点为A0，A1，A2，单位法向量为n，以下述逻辑计算所述离散点P到该所述三角面所在平面的距离：
Figure FDA0003888738290000025
并利用下述逻辑表示所述垂足Q：
Figure FDA0003888738290000031
将所述垂足Q记为
Figure FDA0003888738290000032
当满足下述条件：
Figure FDA0003888738290000033
时，判定所述垂足Q落在ΔA0A1A2的内部，此时所述离散点P到所述三角面A0A1A2的所述最短距离为d；
S722、在所述垂足Q在预置三角形A外，且所述垂足Q到所述预置三角形A的最短距离为所述垂足Q到特定条边的垂线时，则记该所述垂线的长度为l，所述垂足P到所述预置三角形A的最短距离为
Figure FDA0003888738290000034
其中，在所述三角面A0A1A2内，过所述垂足Q分别作所述预置三角形ΔA0A1A2三条边的垂线，并利用下述逻辑计算所述垂足Q到线段A0A1的距离l1：
Figure FDA0003888738290000035
将垂足R表示为
Figure FDA0003888738290000036
其中
Figure FDA0003888738290000037
当0≤k≤1，且β＜0时，有垂足R落在所述线段A0A1上，据以求得Q到ΔA0A1A2的最短距离为1，所述离散点P到所述预置三角形ΔA0A1A2的最短距离为
Figure FDA0003888738290000038
S723、在不满足前述步骤S721及S722中情形时，所述垂足P到所述预置三角形A的最短距离为所述离散点P到所述三角面A0，A1，A2距离的最小值。
10.基于点云分治的数控加工局部过欠切检查***，其特征在于，所述***包括：
点云获取模块，用以获取加工模型边界的点云数据；
三角面获取模块，用以将设计模型边界离散成三角面片；
模型位置方向设置模块，用以通过基准-关键点标记，将所述加工模型与所述设计模型置于同一坐标系中的同一位置，其中，在所述坐标系中，将所述加工模型与所述设计模型设置在一致方向；
加工模型空间划分模块，用以根据预设边长，将所述加工模型所占据的空间划分为不少于两个的单元立方，其中，每个所述单元立方根据其坐标确定唯一编号，所述加工模型空间划分模块与所述模型位置方向设置模块连接；
第一划分结果获取模块，用以找到存在所述加工模型的点云中的点落入的所述单元立方，以作为第一划分结果，所述第一划分结果获取模块与所述加工模型空间划分模块及所述点云获取模块连接；
第二划分结果获取模块，用以找到适于与所述设计模型中的三角面产生有效距离的所述单元立方中的点，以作为第二划分结果，所述第二划分结果获取模块与所述加工模型空间划分模块及所述三角面获取模块连接；
最短距离计算模块，用以根据所述第一划分结果及所述第二划分结果，计算每个所述单元立方中，所述加工模型的点到所述设计模型的最短距离，所述最短距离计算模块与所述第一划分结果获取模块及所述第二划分结果获取模块连接，其中，所述最短距离计算模块还包括：
离散点至三角面距离获取模块，用以求所述加工模型中的一离散点P到所述设计模型的一所述三角面ΔA0A1A2的距离；
离散点至三角面距离确定模块，用以计算所述离散点P到所述三角面ΔA0A1A2所在平面的距离
Figure FDA0003888738290000041
以及垂足Q，根据所述垂足Q与所述三角面ΔA0A1A2的相对位置确定所述离散点P到所述三角面ΔA0A1A2的距离，所述离散点至三角面距离确定模块与所述离散点至三角面距离获取模块连接。
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