[发明专利]一种指令点纠正平滑处理方法

说明书

本发明涉及一种指令点纠正平滑处理方法。本发明用圆弧纠正方法对刀具路径上的指令点进行纠正，提高刀具路径上指令点的平滑性；然后，对刀具路径进行分段，在此基础上，通过三次样条拟合对刀具路径段中的每一个指令点进行纠正；最后，NURBS曲线对拟合区域的刀具路径进行平滑处理。与小线段相比，用NURBS曲线描述刀具可以保证刀具路径斜率和曲率连续，实现指令点的平滑处理。

技术领域

本发明涉及数控技术领域的小线段加工技术，具体的说是一种适用于数控系统的指令点纠正平滑处理方法。

背景技术

在CAD(Computer Aided Design)系统中，因为模具型腔、汽车发动机和航空结构件广泛采用自由曲线、曲面进行结构描述，所以自由曲面的高速、高精和高质量加工却一直是研究的难点。数控加工过程中，CAM(Computer Aided Manufacturing)系统将自由曲面离散成小线段，生成对应的刀具路径。由于连续小线段之间存在拐角，因此，当数控系统对小线段进行直接加工时，势必引起加速度的频繁波动，降低加工速度，加工过程中刀具的剧烈抖动会在加工件的表面留下多余的刀痕，同时，小线段的拐角会在工件表面留下折痕，影响加工结果的表面光洁度。因此，需要对小线段表示的加工路径进行拟合平滑处理。现有的小线段拟合方法均假设刀具路径上的指令点位于CAM系统期望的刀具路径曲线上，并直接对指令点进行拟合，拟合区域包含的刀具路径范围较小，且拟合结果不够平滑。而实际应用中，CAM系统生成的指令点却是位于期望曲线的内外公差范围之内，因此，在拟合刀具路径之前，对刀具路径上的指令点进行修正，可以有效提高拟合区中所包含的小线段长度，并提高拟合结果的平滑性。

发明内容

为解决现有技术中的上述问题，本发明提供了一种适用于数控系统的指令点纠正平滑处理方法。

具体技术方案如下：

一种指令点纠正平滑处理方法，适用于数控系统，具体步骤如下：

(1)圆弧纠正对拟合区域中的指令点进行纠正，并将刀具路径上的指令点划分为拟合区域与非拟合区域，

(11)圆弧纠正具体如下：

由刀具路径获得经过3个连续指令点P_i-1、P_i、P_i+1的圆弧及圆弧的半径R和圆心坐标O，然后，圆心坐标不变，半径R减少一个加工方要求的最大轮廓误差值u得到新圆弧，以及新圆弧与3个连续指令点对应的刀具路径的交点Q_2i、Q_2i+1，该交点为纠正后的指令点，删除指令点P_i，处理后的刀具路径上的新指令点为P_i-1、Q_2i、Q_2i+1、P_i+1，获得的新指令点使得拟合区域的指令点更加平滑；

(12)刀具路径上的指令点划分为拟合区域，

将步骤(11)圆弧纠正后获得的新指令点序列上的指令点依次重新命名为P_i(i＝0....n)，其中n为刀具路径经过圆弧纠正后的指令点个数，然后，判断新指令点序列的拟合区域，具体如下：