[发明专利]适用于数控装置的程序段平滑压缩处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控加工技术，具体的说是一种适用于数控装置的程序段平滑压缩处理方法。

背景技术

自由曲线和曲面被广泛的应用于模具行腔、汽车覆盖、航空部件的设计中，然而自由曲线和曲面的数控加工一直是研究的难点。在自由曲线和曲面的数控加工中，CAM(computer-aided manufacturing，计算辅助制造)系统通常用一系列微小折线来指定被加工曲线和曲面，生成由大量微小程序段(直线段)组成的数控加工程序，并由数控装置进行加工处理。

当数控加工程序以近似于折线的方式来指定自由曲线时，在容差一定的条件下，由曲率半径较小的自由曲线组成的形状部分和由曲率半径较大的自由曲线组成的形状部分，其程序段长度有所不同。对于由曲率半径较小的自由曲线组成的形状部分，其程序段长度较短，程序段过渡处的直线插补会导致各个运动轴的加速度频繁跳转，从而引起机床的振动，并最终导致工件表面出现凹凸不平；而对于由曲率半径较大的自由曲线组成的形状部分，其程序段长度较长，程序段过渡处的直线插补会导致相邻程序段之间的折角十分明显，从而也会引起加工表面出现凹凸不平。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明要解决的技术问题是提供一种可避免由于程序段过渡处直线插补所引起的加工表面凹凸不平的适应于数控装置的程序段平滑压缩方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：

本发明适用于数控装置的程序段平滑压缩处理方法包括以下步骤：

1)解析加工路径：滤除数控程序中不规则编程点，并推断出需要形状平滑度的部分；

2)编程点参数化：通过编程点之间的距离对每个编程点进行参数化；

3)选取特征编程点：通过编程点处的加工形状弯曲方向，将编程点划分为特征编程点和非特征编程点，从而选取出特征编程点；

4)计算特征编程点处切向量：通过构造插值曲线来计算特征编程点处的切向量；

5)压缩程序段：将相邻特征编程点之间的程序段压缩成样条曲线的一段；

6)控制加工误差：通过调整曲线段的形状来确保压缩成的样条曲线满足加工精度要求。

所述解析加工路径包括以下步骤：

11)滤除不规则编程点P_i和P_i+1，增加一个以程序段P_iP_i+1中间位置为指令值的编程点P_j：

12)识别加工形状，将长度大于系统设定的微小路径判断长度的程序段确定的加工部分作为需要形状精度的部分，其余程序段共同确定的加工部分为需要形状平滑度的部分。

所述选取特征编程点包括以下步骤：

31)标记P_i为特征编程点，并计算向量与向量之间的叉积，得到向量V_i+1；将k置为i+2；

32)若k＜j，计算向量与向量之间的叉积，得到向量V_k；若k＝j，标记P_k为特征编程点，并结束整个过程；

33)计算向量V_i+1与向量V_k之间的夹角α_i+1k，若α_ik＞90°，则标记编程点P_k为特征编程点；

34)若k＜j-1不成立，则标记编程点P_k+1为特征编程点，选取特征编程点过程结束；

若k＜j-1成立，用P_k替代P_i并将i值赋值成k值，转至步骤31)；

若α_i+1k≤90°，则标记编程点P_k为非特征编程点，并将k加1，转至步骤32)；

若k＜j不成立，则标记编程点P_k为特征编程点，选取特征编程点过程结束。