[发明专利]一种基于椭圆的辊雕刀模线变距偏移方法

摘要

一种基于椭圆的辊雕刀模线变距偏移方法，包括以下步骤：1)确定刀具与辊子交线椭圆的长轴及短轴方向；2)计算刀具与辊子交线椭圆的长轴及短轴大小；3)采用近似算法求解曲线各点处的实际偏移距离；4)根据求得曲线各点处的实际偏移距离对曲线进行偏移。本发明以路径包裹后刀具与辊子相交为椭圆的数学建模思想，将刀具中心线的展平线根据椭圆的性质进行偏移，从而消除路径包裹带来的误差，提高加工精度。本发明实际操作中借助计算机完成，根据输入刀具与辊子的参数并结合椭圆的性质，精确计算出原始曲线每个点的徧移量，自动生成精确的偏移线，从而使得加工曲线的生成变得简单方便，提高路径生成效率。

主权项

1.一种基于椭圆的辊雕刀模线变距偏移方法，其特征在于，包括以下步骤：1)确定刀具与辊子交线椭圆的长轴及短轴方向；确定过程为：圆锥形的锥刀沿着自身轴线方向，从下到上直径逐渐增大，圆柱辊子的柱面与锥刀交线由圆柱各母线与锥面交点构成，选取圆柱辊子水平方向最高处与锥面交点的连线为交线椭圆长轴，圆柱辊子水平方向最低处与锥面交点的连线为交线椭圆短轴，交线椭圆的长轴方向为圆柱辊子的轴向，交线椭圆的短轴方向与圆柱辊子的轴向相垂直；2)计算刀具与辊子交线椭圆的长轴及短轴大小；交线椭圆长轴及短轴大小的计算方法为：测量锥刀底刃半径B、刀具半锥角加工深度H、圆柱辊子半径R，设椭圆长轴为L，短轴为W，则根据几何关系其计算表达式如下：W＝R*β式中的β为椭圆短轴圆心角，β的值通过以下方程组求解得到：h＝R‑R*cosβ  (2)r＝R*sinβ  (3)3)采用近似算法求解曲线各点处的实际偏移距离；所述辊子的直径大于刀具最大截面处的直径，采用近似算法求解曲线各点处实际偏移距离的具体过程为：设椭圆与曲线的切点为P(X,Y)，该点切线与X轴的夹角为α，实际偏移距离为r，则：X＝r*sinα  (1)Y＝r*cosα  (2)点P同时在椭圆与曲线上，满足椭圆方程：X2/L2+Y2/W2＝1  (3)求解上以三个方程，得到实际偏移距离；4)根据求得曲线各点处的实际偏移距离对曲线进行偏移：a.将原始曲线离散为一系列点，顺序遍历离散点，取出第i个点进行偏移，遍历完毕终止；b.计算第i个点在原始曲线处的切线以及实际偏移距离；c.计算第i个点在原始曲线处的法向并沿该方向偏移步骤3)得到的距离，得到偏移点；d.将各偏移点进行拟合，得到偏移曲线；e.对偏移曲线进行延伸或裁剪，供用户直接使用。