[发明专利]多轴轨迹奇异区域的双样条压缩的方法

权利要求书

1.一种多轴轨迹奇异区域的双样条压缩的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)计算奇异区域的边界点，将边界点映射到刀尖点与刀轴矢量上得到边界刀位点；

(2)根据长直线划分方法将原始刀位点划分为若干个子区间，根据划分后位于奇异圆内的划分节点以及步骤(1)得到的边界刀位点对奇异区域初步划分压缩区间；

(3)计算奇异区域内各原始刀位点的离散特征加速度并确定特征加速度阈值，根据特征加速度阈值确定断点，在初步划分的压缩区间的基础上根据断点进一步划分压缩区间；

(4)根据步骤(3)划分的压缩区间将奇异区域轨迹拟合为工件系刀尖点和机床系旋转轴双样条。

2.如权利要求1所述的多轴轨迹奇异区域的双样条压缩的方法，其特征在于，所述步骤(1)具体包括：

连接相邻的在奇异圆内外两侧的点V_i-1(i₁,j₁)、V_i(i₂,j₂)，得到一条线段V_i-1V_i，计算它与奇异圆的交点，得到的点V_b即为奇异区域的边界点；

根据V_b在线段V_i-1V_i上的比例，线性地将边界点映射到刀尖点与刀轴矢量上，得到边界刀位点P_b。

3.如权利要求1所述的多轴轨迹奇异区域的双样条压缩的方法，其特征在于，所述步骤(2)中根据长直线划分方法将原始刀位点划分为若干个子区间，具体包括：

原始刀位点为{Q₀,...,Q_n}，其中第i个刀位点Q_i包含第i个刀尖点C_i和第i个刀轴点O_i，即给定长直线长度为l_max，计算所有相邻刀尖点之间的距离l_i＝||C_i-1C_i||,1≤i≤n，若l_i≥l_max，则判定C_i-1C_i为长直线，然后按长直线左侧、长直线自身、长直线右侧划分为三个区间，使用该方法将原始刀位点{Q₀,...,Q_n}划分为若干个子区间{Q₀,...,Q_a},{Q_a,...,Q_b},...,{Q_z,...,Q_n}。

4.如权利要求1所述的多轴轨迹奇异区域的双样条压缩的方法，其特征在于，所述步骤(3)中计算奇异区域内各原始刀位点的离散特征加速度并确定特征加速度阈值具体包括：

(3.1)计算离散特征加速度

将每三个点拟合成一个圆，得到中间点的离散曲率值为：

其中kd_i为第i个点的离散曲率，C_i-1、C_i、C_i+1为使用圆拟合经过的三个点；

对离散极值点进行一次均值滤波如下:

其中r为均值滤波范围半径参数；

根据公式A_i＝F_i²(k_oi+k_ci)计算离散特征加速度，其中A_i为离散点的特征加速度,k_ci为刀尖点处离散曲率的模，k_oi为刀轴点离散曲率的模，F_i为进给速度；

(3.2)确定特征加速度阈值

选取断点特征加速度阈值为：

其中top(A,m)表示集合A中第m大的值，n代表离散点的数目，ρ代表断点特征加速度阈值比例参数。