[发明专利]一种应用于多层鞋革数控裁割机床的切向跟随插补方法

权利要求书

1.一种应用于多层鞋革数控裁割机床的切向跟随插补方法，所述多层鞋革高速裁割加工过程中包括片状刀具的高频振动、裁割刀具的平面运动和片状刀具加工过程中的转动，其特征在于：定义高频振动方向为Z方向，定义平面运动方向为X、Y方向；

在裁割直线的过程中，Z轴是独立轴而与XY轴不联动，已知直线的起始点坐标为p_s(x_s，y_s)，终点坐标为p_e(x_e，y_e)，则直线段的起始角度值表示为：

进行偏角修正得到最终的刀具起始角度为θ′_s＝θ_s-α；

根据加工指令中的进给速度F及当量插补周期T₀，T₀＝nT，T表示单位插补周期，计算出每一插补周期的轮廓步长l，则三者的关系表示为：l＝FT₀，由于直线切向跟随插补的Z轴角度不变，所以有直线切向跟随插补公式如下：

Δx=lcosa=lxe-xs(xe-xs)2+(ye-ys)2Δy=Δxtana=Δx(ye-ys)xe-xsΔc=0---1-2]]>

对于每段直线来说，c为常数，通过x和y的关系求出，经过变换得到直线切向跟随插补公式：

xi+1=xi+Δxyi+1=yi+Δyci+1=θs′---1-3.]]>

2.如权利要求1所述的一种应用于多层鞋革数控裁割机床的切向跟随插补方法，其特征在于：若已知裁割段圆弧为逆圆弧，圆弧起点为P_s(x_s，y_s，c_s)，终点为P_e(x_e，y_e，c_e)，圆心O为坐标原点，则Z坐标值相当于当前点与圆心的连线和X轴正向的夹角，则被加工曲线的参数方程表示为：

x=Rcosφy=Rsinφc=φ+π/2---1-4]]>

其中R为圆弧半径，φ为当前点与圆心的连线和X轴正向的夹角。

在裁割圆弧的过程中，Z轴要保持与XY轴联动使得刀刃时刻与圆弧割线方向一致，首先要根据圆弧起点求出刀具起点的转角，已知圆弧段的起始点坐标为p_s(x_s，y_s)，终点坐标为p_e(x_e，y_e)，圆心坐标为p_o(x_o，y_o)，起始角度值表示为：

当逆圆弧裁割时，

当顺圆弧裁割时，

设P_i(x_i，y_i，c_i)为刀具当前位置点，插补计算要求经过一个插补周期后到达下一位置P_i+1(x_i+1，y_i+1，c_i+1)，P_i点的坐标为：

xi=Rcosφiyi=Rsinφici=φi+π/2---1-5]]>

圆弧切向跟随插补时一旦当量插补周期T₀和进给线速度V确定，其插补步距角α为：

α=ωTn=ωT0=VRT0---1-6]]>

如果在插补过程中，当前点的坐标P_i(x_i，y_i，c_i)已知，为了求出在两个坐标方向上的进给增量，求出经过一个插补周期后下一插补点P_i+1(x_i+1，y_i+1，c_i+1)：

xi+1=Rcos(φi+α)yi+1=Rsin(φi+α)ci+1=φi+α---1-7]]>

刀具沿X、Y、C进给量Δx_i+1，Δy_i+1，Δc_i+1为：

Δxi+1=R[cos(φi+α)-cosφi]Δyi+1=R[sin(φi+α)-sinφi]Δci+1=α---1-8]]>

将式1-3化简得：

xi+1=xicosα-yisinαyi+1=yicosα+xisinαci+1=ci+α---1-9]]>

设定tan(α/2)≈α/2，因而有：

cosα=1-(α2)21+(α2)2=4-α24+α2---1-10]]>

同理有：

sinα=4α4+α2---1-11]]>

令A_i＝cosα，B_i＝sinα，则数据采样法切向跟随插补公式为：

xi+1=Aixi-Biyiyi+1=Aiyi+Bixici+1=ci+α---1-12]]>

各轴的进给增量为：

Δxi+1=xi+1-xiΔyi+1=yi+1-yiΔci+1=ci+1-ci---1-13.]]>