提出了一种在五轴激光切割中激光头与工件干涉检查并对激光头姿态进行修正的方法。采用STL模型对激光头进行模型化,并将其分为凸型和凹型两种类型;利用工件STL模型的离散点与激光头各三角面片法向量位置关系找出干涉区域;给出了通过旋转激光头来消除干涉并利用一系列切平面切割激光头来计算临界旋转角的方法;采用VC++和OpenGL完成了算法的系统实现。算法应用实例表明,该方法能够很好地检查出激光头和工件的干涉区域,并能够修正激光头的姿态以避免干涉,整个检查与修正过程稳定可靠。
在现代制造业中，五轴激光切割技术因其能够加工复杂的三维形状而日益受到重视。然而，在五轴激光切割中，激光头与工件的动态交互可能导致激光头与工件之间的干涉，这不仅会降低加工质量，还可能对设备造成损害。为了有效解决这一问题，研究者们提出了基于STL模型的干涉检查与修正方法。
STL模型是一种广泛应用于3D建模的文件格式，它利用三角面片来近似表示物体的表面。这种模型因其结构简单、易于处理而被广泛应用于各种3D打印、CNC加工等领域。在五轴激光切割中，STL模型同样适用于对激光头进行精确建模。由于激光头具有复杂的几何形状，作者将激光头分为凸型和凹型两种类型，这一分类有助于简化干涉区域的分析与处理。
在干涉检查方面，研究者首先利用工件的STL模型，通过对比其表面离散点与激光头各三角面片法向量的位置关系，确定可能产生干涉的区域。这种检查过程基于激光头模型与工件模型之间的几何关系，是识别潜在干涉问题的关键步骤。通过精确的几何分析，可以有效地定位干涉区域，为后续的干涉修正提供依据。
干涉修正的核心在于对激光头进行正确的姿态调整。为了消除已识别的干涉区域，研究者提出了一种通过旋转激光头来避免干涉的方法。这种方法涉及到计算激光头临界旋转角，即激光头在不与工件发生碰撞的前提下能够旋转的最大角度。通过使用一系列切平面来切割激光头模型，可以精确计算出这个角度，保证激光头在切割过程中始终处于安全距离，避免与工件的直接碰撞。
在实际应用中，为了将上述算法应用于生产实践，研究者采用了VC++编程语言和OpenGL图形库来构建干涉检查与修正系统。VC++强大的计算能力和OpenGL的优秀图形处理能力，使得算法得以在计算机上有效运行，为操作者提供了直观的干涉区域和临界角度的可视化信息。这种系统实现不仅提高了算法的实用性，还加强了其在工业生产中的应用潜力。
文章中展示的应用实例证明了该方法的有效性。通过实际的五轴激光切割作业案例，展示了该方法能够准确检查出激光头与工件间的干涉区域，并成功地修正激光头的姿态以避免干涉。这一过程不仅提高了切割精度，而且保障了设备的安全运行，表现出了良好的稳定性和可靠性。
总体而言，该研究为五轴激光切割中的干涉问题提供了一个有效的解决方案。基于STL模型的干涉检查与修正方法，通过精确的数学计算和软件实现，显著提高了激光切割的精度和安全性，对于工业制造领域具有重要的现实意义。同时，这一方法也为其他涉及复杂空间运动和碰撞检查的工程问题提供了有价值的参考和借鉴。随着五轴激光切割技术的进一步发展和应用，基于STL模型的干涉处理方法将发挥更大的作用，推动相关产业的进步。
