[发明专利]基于数控系统的刀具半径补偿的矢量计算方法

说明书

【技术领域】

本发明属于数控技术领域，具体是涉及数控系统中刀具半径补偿的矢量计算方法。

【背景技术】

数控系统是数字控制系统（Numerical Control System）的简称，根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置的专用计算机系统。通过利用数字、文字和符号组成的数字指令来实现一台或多台机械设备动作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等机械量和开关量。20世纪70年代以后，分离的硬件电子元件逐步由集成度更高的计算机处理器代替，称为计算机数控系统。

计算机数控（Computerized numerical control，简称CNC）系统是用计算机控制加工功能，实现数值控制的系统。CNC系统根据计算机存储器中存储的控制程序，执行部分或全部数值控制功能，并配有接口电路和伺服驱动装置，用于控制自动化加工设备的专用计算机系统。

刀具半径补偿技术是CNC系统的核心技术之一，也是加工轨迹正确的保证。传统刀具半径补偿算法中，或是在计算转接角度时换算复杂，或是在计算转接点时，采用三角函数的计算方法计算转接点。上述方法虽可行但却计算复杂，计算量大。有的刀补算法只针对转接角度为凹角的情况使用，而对于其他情况确未进行深入研究。因此，该方法不仅不利于推广，且应用范围受到局限。

【发明内容】

本发明所要解决的技术问题在于提供一种简便高效的数控系统中刀具半径补偿的矢量计算方法。

本发明采用以下技术方案解决上述技术问题：

基于数控系统的刀具半径补偿的矢量计算方法，该方法通过分析加工线段转接点处切线的矢量夹角在平面坐标系的分布情况，判断其不同的转接类型，并根据具体的计算方法进行刀补后坐标点的计算；具体包括如下步骤：

步骤一：利用译码完成之后传送过来的刀具半径、加工工件坐标信息，对加工线段进行分析，并确定加工行程轨迹是直线还是圆弧；

步骤二：数控系统根据接收到的加工信息，便可得出线段的方向矢量和刀具半径矢量，进行刀补处理时，每次读入两段程序段，这样便可根据两线段的方向矢量得出转接角度；

步骤三：根据上述得出的转接角度和刀具补偿方向，画出转接类型判别表；

步骤四：依据上述转接类型判别表，通过方向矢量和刀具半径矢量写出等距线方程，并将其联立，便可求出此次刀补半径下的插补轨迹坐标。

进一步地，所述步骤一具体包括：

数控系统通过加工工件信息并经过处理得到刀具半径和坐标点以后，首先要确定此段程序段所对应的是直线还是圆弧；

若是直线，直接写出方向矢量；

若为圆弧，则分为两种情况：顺圆和逆圆；