数控弯管加工碰撞检测算法研究

来源：机床与液压杂志2024年第14期北京时间：

作者：徐瑞康，倪俊芳，李鹏举，贾帅，王宇峰，刘庆升

单位：苏州大学机电工程学院；苏州大学机电工程学院；新代科技(苏州)有限公司；新代科技(苏州)有限公司；新代科技(苏州)有限公司；苏州大学机电工程学院

摘要：针对数控弯管加工碰撞检测算法计算效率低、侧重性差的问题，提出一种改进最近面碰撞检测算法。采用 KPP-Means 聚类算法构建三维模型层次包围二叉树结构，将碰撞检测算法划分为基于包围盒的初步碰撞检测与基于三角形面片距离场的精细碰撞检测；将一组包围盒之间的碰撞检测简化为空间线段与有限平面之间的干涉检测。基于OpenGL框架开发仿真系统对此算法进行验证。结果表明：改进最近面碰撞检测算法能正确判断加工仿真中数控弯管机零部件与成形管件的碰撞情况，同时与经典算法相比碰撞检测效率提升了42.4%，并减少了0.29 s的总仿真时间。

关键词：数控弯管机;碰撞检测;运动学仿真;层次树;多弯导管

基金资助：江苏省自然科学基金项目（BK20220500）；江苏省卓越博士后项目（2022ZB560）