[发明专利]一种基于轴向精度的小线段过渡方法有效

专利信息
申请号: 201410669031.6 申请日: 2014-11-20
公开(公告)号: CN105607577B 公开(公告)日: 2018-07-13
发明(设计)人: 林浒;孙树杰;郑飂默;刘生;陆小虎;王允森 申请(专利权)人: 沈阳高精数控智能技术股份有限公司
主分类号: G05B19/4097 分类号: G05B19/4097
代理公司: 沈阳科苑专利商标代理有限公司 21002 代理人: 徐丽
地址: 110168 辽宁*** 国省代码: 辽宁;21
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摘要:
搜索关键词: 冗余 轴向 动态确定 最大轮廓 小线段 有效地减少 插补数据 过渡圆弧 机床结构 加工路径 加工误差 加工效率 轮廓误差 数控系统 数学模型 相关参数 圆弧参数 圆弧轨迹 圆弧过渡 数据量 滤除 加工 保证 规划 检查
【说明书】:

发明涉及一种基于轴向精度的小线段过渡方法。本发明包括以下步骤:根据数控系统设定的轴向误差值和机床结构,动态确定不同方向上的最大轮廓误差;根据动态确定的最大轮廓误差值,确定插补数据中非必需的点,将其标记为冗余点;建立圆弧过渡的数学模型,确定过渡圆弧相关参数的初始值;根据标记的冗余点,检查并调整参数值。本发明提出的轮廓误差计算方法和冗余点滤除方法,在保证加工质量的基础上,可有效地减少待加工路径的数据量。基于轴向的圆弧轨迹规划方法以及基于冗余点的圆弧参数调整方法,可以将加工误差控制在系统的限制范围之内,在保证加工质量的基础上提高加工效率。

技术领域

本发明涉及数控技术领域的小线段加工技术,具体的说是一种基于轴向精度的小线段过渡方法。

背景技术

在复杂曲面的数控加工过程中,CAM系统首先将复杂曲面离散成简单平面,并用小线段覆盖,产生的加工数据传输到CNC系统中。此时,如果按照传统方式直接加工,频繁的加减速会降低加工表面的质量和加工效率。因此,对小线段所表示的加工路径进行过渡处理,对提高加工质量和效率至关重要。

现有的处理方法主要分为以下几种:一是直接过渡法,这种方法最简单,但加工误差最大。二是单周期的圆弧过渡法,但在过渡点处加工速度会降低,而且轮廓精度难以保证。三是基于矢量的曲线过渡,这种方法不适用于加工长度过短的小线段。四是样条曲线过渡法和样条曲线拟合法。样条曲线过渡法包括Ferguson曲线过渡法、NURBS曲线过渡法,样条曲线拟合法包括NURBS曲线等样条曲线拟合。样条曲线的拟合和插补过程中涉及到的计算量较大,不适用于实时系统。而且上述算法在进行路径规划时,设置唯一的轮廓误差值,未考虑轴向轮廓误差的要求,不能满足特殊工件的加工要求。

发明内容

针对现有常用方法各自的不足之处,本发明要解决的技术问题是提供一种能够根据保证加工件轴向精度的,又不会降低加工速度的基于轴向精度的小线段过渡方法。

本发明为实现上述目的所采用的技术方案是:一种基于轴向精度的小线段过渡方法,包括以下步骤:

根据数控系统设定的轴向误差值和机床结构,动态确定不同方向上的最大轮廓误差;

根据动态确定的最大轮廓误差值,确定插补数据中非必需的点,将其标记为冗余点;

建立圆弧过渡的数学模型,确定过渡圆弧相关参数的初始值;

根据标记的冗余点,检查并调整参数值。

所述根据数控系统设定的轴向误差值和机床结构,动态确定不同方向上的最大轮廓误差erromax,在三轴情况下为:

erromax=min(erromax_x,erromax_y,erromax_z)

在五轴情况下为:

erromax=min(min(erromax_x),min(erromax_y),min(erromax_z)) (5)

其中,errox_max、erroy_max、erroz_max为数控系统允许的x,y,z轴的轴向误差最大值,erromax_x,erromax_y,erromax_z为数控系统允许的x,y,z轴的轴向轮廓误差。

所述冗余点通过如下方法确定:

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