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龙图腾网获悉电子科技大学申请的专利一种五轴联动增减材混合加工序列规划方法获国家发明授权专利权，本发明授权专利权由国家知识产权局授予，授权公告号为：CN116811231B 。

龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-05-05发布的发明授权授权公告中获悉：该发明授权的专利申请号/专利号为：202310725181.3，技术领域涉及：B29C64/124；该发明授权一种五轴联动增减材混合加工序列规划方法是由鲁聪;胡凯翔;杨靖;余熠;晏宗明设计研发完成，并于2023-06-19向国家知识产权局提交的专利申请。

本一种五轴联动增减材混合加工序列规划方法在说明书摘要公布了：本发明公开了一种五轴联动增减材混合加工序列规划方法，首先基于零件等厚分层切片截面，计算切片截面形心，得到柱结构零件的形心轴，再针对增减材混合加工过程中的刀具碰撞干涉问题，建立增减材混合加工过程下的刀具可达性模型，提出一种包围盒加速结构，加快模型求解过程，利用可达性模型和加速结构，对零件粗分解，建立增减材混合加工序列，最后调整五轴联动打印平台和刀具的夹角，优化得到最终加工序列。本发明的方法建立增减材混合加工过程的刀具可达性模型，保证在加工过程中不会发生刀具碰撞干涉，提出一种包围盒加速结构，加快可达性模型求解过程，通过调整五轴联动加工平台与加工刀具的角度得到最终的增减材混合加工序列，提高加工效率。

本发明授权一种五轴联动增减材混合加工序列规划方法在权利要求书中公布了：1.一种五轴联动增减材混合加工序列规划方法，具体步骤如下： S1、基于零件等厚分层切片截面，计算切片截面形心，得到柱结构零件的形心轴； S2、针对增减材混合加工过程中的刀具碰撞干涉问题，建立增减材混合加工过程下的刀具可达性模型； S21、基于零件切片截面形心，将刀具简化为射线，建立简化刀具数学模型； 简化刀具需要满足以下三个条件： 1刀具接触点和刀具方向确定； 设球头铣刀刀头的半径为R，刀具接触点即为切削点，将切削点的半径为R的外切圆圆心视作简化后刀具的起始点，即射线的起点，而简化后刀具的方向，即射线的方向； 对于打印头，接触点可视作简化后刀具的起始点，即射线的起点，而简化后刀具的方向，即射线的方向； 2刀具连续性问题； 对于增减材混合加工过程中的打印头和切削刀头，计算零件轮廓上的连续性，在零件表面轮廓上任取一点p，对该点周围半径为σ的领域内每一点计算刀具可达性以满足刀具连续性要求； 由于3D打印的分层特性，将分层厚度设置为步长对竖直维度进行离散，对离散后的每一点计算刀具可达性即可满足竖直维度的刀具连续性；而水平维度即可取一个很小的正实数σ为步长对每一分层平面的轮廓线进行离散，再对离散后的每一点计算刀具可达性即可满足水平维度的刀具连续性； 其中，实数σ的设置，根据具体刀具尺寸设计，加工过程中刀具可以连续移动一个刀位；轮廓上任一点的步长设置必须小于刀具运动一个刀位的距离，最大值即刀头的直径D； 3免支撑条件下刀具可行范围； 利用五轴联动加工平台实现无支撑打印，在打印具有垂悬结构的零件时，当前层的打印方向为，垂悬结构侧面三角面片的外法矢量为，不使用支撑结构的满足条件如下： 1； 其中，的取值为或，针对不同零件不同加工环境选择； 若打印方向和垂悬结构侧面三角面片法矢量的夹角大于，垂悬结构塌陷导致加工终止；因此免支撑条件下的刀具可行范围为垂悬结构打印层平面向轴正方向成角度的范围加上打印层平面下方范围之和； 则刀具简化后的一般方程，即简化刀具数学模型，表达式如下： 2； 其中，表示射线的起点，表示方向向量，且，表示射线射出距离；将简化后的射线看作是无限长； S22、基于得到的简化刀具数学模型，建立刀具碰撞干涉算法； 遍历STL模型所有三角面片并与简化刀具数学模型求交，若有交点则发生刀具碰撞干涉，否则不会发生碰撞，求交过程具体如下： 计算简化刀具数学模型方程是否会与三角面片所在平面有交点，设三角形三个顶点分别为、和，则三角面片所在平面的方程为： 3； 其中，M，N，O，P表示平面方程参数，且三角面片所在平面的法向量为，三角形的三个顶点都在该平面内，带入任意一点可得： 4； 将简化刀具数学模型方程带入平面方程，可求得： 5； 其中，表示刀具起始点到与三角形交点的距离； 若则说明三角形在刀具之后，不会相交；若则说明三角形在刀具之前，会相交，得到刀具与三角形所在平面的交点； 然后判断是否在三角形内，分别将三角形三个顶点与交点相连，得到三个向量、和，分别计算这三个向量和三角形三条边组成向量的叉乘： 6； 若三个叉乘的方向与三角形法矢量方向一致，则交点在三角形内部，若方向不一致，则交点不在三角形内部；根据刀具是否发生碰撞干涉，即可得到该交点的刀具可达性； S3、提出一种包围盒加速结构，加快模型求解过程； S4、利用可达性模型和加速结构，对零件粗分解，建立增减材混合加工序列，最后调整五轴联动打印平台和刀具的夹角，优化得到最终加工序列。

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