[发明专利]基于双螺旋空间填充曲线的数控加工刀具轨迹生成方法

权利要求书

1.一种基于双螺旋空间填充曲线的数控加工刀具轨迹生成方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1，根据残留高度和曲面形状确定填充曲线的阶数，在二维平面上生成符合要求阶数的双螺旋填充曲线；

步骤2，对刀具轨迹的拐角部分进行改进，优化刀具轨迹；

步骤3，根据映射原理将二维的填充曲线映射到空间曲面上从而得到符合要求的数控加工中的刀具轨迹。

2.根据权利要求1所述的基于双螺旋空间填充曲线的数控加工刀具轨迹生成方法，其特征在于，所述双螺旋填充曲线采用矩阵生成方法，包括以下步骤：

第一步，首先得到基元；

第二步，将各个小正方形再细分为四个不同的小正方形，并按照生成规则连接各个区域的基元；

第三步，重复第二步不断细分下去，得到不同阶数的双螺旋填充曲线。

3.根据权利要求2所述的基于双螺旋空间填充曲线的数控加工刀具轨迹生成方法，其特征在于，所述生成规则为：F_K+1表示当前阶数K+1阶的填充曲线，F_K表示上一阶K阶的填充曲线，将F_K所形成的正方体细分为四个同等大小的小正方体，当K为奇数的时候，将F_K缩小放置在左下角的小正方体中，右上角的小正方体中的填充曲线为将其顺时针旋转90°所得，剩余两个小正方体中的填充曲线则是上下对称得到；当K时偶数的时候，将F_K缩小放置在左上角的小正方体中，右上角的小正方体中的填充曲线跟其一致，左下角的的小正方体中的填充曲线为将其顺时针旋转90°所得，右下角的小正方体中的填充曲线为将其逆时针旋转90°所得，得到四个小正方体中的填充曲线后，用直线水平或垂直连接各个小正方体中的填充曲线即可以得到F_K+1的填充曲线。

4.根据权利要求1所述的基于双螺旋空间填充曲线的数控加工刀具轨迹生成方法，其特征在于，所述刀具轨迹为从头到尾是一笔画成，并采用双螺旋线形式的基元，通过变换公式生成不同阶数的刀具轨迹，对刀具轨迹中拐角部分进行圆弧处理，再使用映射原理从而得到曲面上的刀具轨迹。

5.根据权利要求4所述的基于双螺旋空间填充曲线的数控加工刀具轨迹生成方法，其特征在于，所述圆弧处理为，当两条刀具轨迹不在同一条直线上时，将形成一拐点，使用一个半径为r的圆弧来连接两条刀轨对其进行圆滑处理，根据残留高度h和刀具有效切削半径R来计算得知满足曲面加工精度要求的行距L，根据L计算得知r。

6.根据权利要求5所述的基于双螺旋空间填充曲线的数控加工刀具轨迹生成方法，其特征在于，所述过渡圆弧的半径大小约为r，其中，适用的最小半径公式为：所述L为刀具轨迹的行距。