目前,金刚石工具的制备依然采用传统的加工工艺流程,即通过人工的方式对天然金刚石进行加工工艺设计。此制备技术大大依赖于操作者的人工经验,不但过程复杂而且结果也很难准确。随着计算机技术的迅速发展,一些新的方法与设备逐渐被引入到天然金刚石加工的环节中来。本文将传统的天然金刚石工艺规划方法与计算机技术相结合,形成了一套面对工具应用的天然金刚石规划策略。首先,设计了图像采集平台,能够在待加工的天然金刚原石旋转一周时采集金刚石在不同位置的二维图像。应用SIFT算法找出每张图像中的匹配点,进行两两匹配;应用SFM算法计算每帧二维图像在重建空间中的相机位置并生成稀疏点云;应用PMVS算法对稀疏点云进行加密生成稠密点云;应用泊松表面重建算法把这些点连成面,最终建立天然金刚石原石的三维模型。其次,基于金刚石晶体各向异性的力学特征并结合晶体的周期键链(PBC)理论,分析了天然金刚石典型晶面加工的难易程度以及天然金刚石工具主要表面的使用性能,为面对工具应用的天然金刚石的工艺过程规划提供理论依据。然后,将三维重建技术与晶体定向技术相结合,设计并搭建了基于重建天然金刚石的晶体定向试验平台,通过立方晶体中各晶面的位置关系、晶体定向的原理、三维重建中全局坐标系的选用原则,结合试验平台中相机与定向仪器的位置关系,计算出重建模型中各典型晶面的空间位置。为面对工具应用的天然金刚石的性能匹配提供了匹配条件。最后,分析了典型天然金刚石工具的种类,并以切削用天然金刚石工具为例,结合VBA编写了典型天然金刚石工具的构建程序。该程序可实现典型金刚石工具的三维模型参数化创建和可嵌入式重建两种功能,提高了建模效率和准确性。在规划时首先根据天然金刚石工具性能确定约束条件,给出每种方案的匹配结果,再根据“触探渐进式搜索算法”来进行几何约束得出金刚石工具在天然金刚石原石中的最优切割位置,添加切割面,计算几种典型方案切割部分材料的利用率,得出最优规划方案,最终形成一套面对工具应用的规划策略。