条由三次多项式表示的样条曲线段，可以将由这些细分的微小路径段组成的路径转换成由若干个G06样条曲线段构成的路径。
[0095]在又一个实施例中，在步骤S2，还包括根据期望的精度来调整所选的中间点的数量的步骤。该步骤S2可包括:
[0096]S2a)确定代表相邻两个中间点之间的G06样条曲线的三次多项式的系数；
[0097]S2b)对于相邻两个中间点之间的每个点，判断该点与连接这两个中间点G06样条曲线上的相应位置之间的距离是否大于期望的精度；如果大于，则选择在这两个中间点的中间位置的点作为一个中间点，并回到步骤S2a)继续执行，直到相邻两个中间点之间的每个点都满足期望的精度为止。也就是回到步骤s2a)继续执行，重新拟合连接相邻中间点的G06样条曲线，即重新确定相邻两个中间点之间的G06样条曲线的三次多项式的系数，并在步骤S2b)重新依据期望的精度来评估相邻两个中间点之间的每个点。
[0098]在步骤S3，基于这些所确定的中间点，将机器命令文件中与所述多个微小路径段对应的程序段转换成与所述样条曲线段对应的程序段，从而产生新的机器命令文件。
[0099]在步骤S4，CNC控制器依据所产生的新的机器命令文件中来控制刀具的运行。也就是说CNC控制器可以依据以距离为变量的三次多项式来表示的G06样条曲线来产生刀具在各个方向上的位移命令，从而控制刀具的运行路径。
[0100]在又一个实施例中，还提供了一种用于数控机床中处理微小路径段的设备。该设备包括用于对于机器命令文件中连续的多个微小路径段，选择这些微小路径端的起点位置与终点位置之间的若干个中间点的装置；用于采用以距离为变量的三次多项式来描述相邻两个中间点之间的样条曲线段的装置；以及用于将机器命令文件中与所述多个微小路径段对应的程序段转换成与所述样条曲线段对应的程序段，产生新的机器命令文件并依据该新的机器命令文件来控制刀具的运行的装置。
[0101]在又一个实施例中，提供一种CNC控制器，其包括如上所述的处理微小路径段的设备，采用上文所述的方法处理机器命令文件中的连续的多个微小路径段。
[0102]虽然本发明已经通过优选实施例进行了描述，然而本发明并非局限于这里所描述的实施例，在不脱离本发明范围的情况下还包括所作出的各种改变以及变化。
【主权项】
1.一种用于数控机床中处理微小路径段的方法，所述方法包括: 步骤1，对于机器命令文件中连续的多个微小路径段，选择这些微小路径端的起点位置与终点位置之间的若干个中间点； 步骤2，采用以距离为变量的三次多项式来描述相邻两个中间点之间的样条曲线段； 步骤3，将机器命令文件中与所述多个微小路径段对应的程序段转换成与所述样条曲线段对应的程序段，产生新的机器命令文件，并依据该新的机器命令文件来控制刀具的运行。
2.根据权利要求1所述的方法，所述步骤I中选择中间点的步骤包括: 对于机器命令文件中连续的多个微小路径段对应的曲线，从第一微小路径段的起点开始，计算在每个微小路径段的起点和终点处的弯曲的曲率，如果曲率符号发生改变，或相对于前一个点曲率变化很快，则选择该点为一个中间点；其中，所选的中间点与上一个中间点之间的距离至少应该大于设定的阈值，该阈值为期望的切割速度的平方除以该机床的最大加速度。
3.根据权利要求1所述的方法，所述步骤I选择中间点的步骤包括: 对于机器命令文件中连续的多个微小路径段对应的曲线，从第一微小路径段的起点开始，计算在每个微小路径段的起点和终点处的弯曲的曲率，如果曲率符号发生改变，或相对于前一个点曲率变化很快，则选择该点为一个中间点；其中，所选的中间点与上一个中间点之间的距离不低于设定的阈值，该阈值为期望的切割速度除以每秒编译的程序段数。
4.根据权利要求1所述的方法，在所述步骤2中，对于在X-Y-Z空间中的任意两个点Pl和P2，连接这两个点Pl和P2的所述样条曲线的轮廓以下面的以距离为变量的三次多项式来描述: Px ⑷=Cx3.d3+CX2.d2+Cxl.d+CX0 Py (d) =CY3.d3+CY2.d2+CY1.d+CY0 Pz ⑷=Cz3.d3+CZ2.d2+Czl.d+CZ0 其中，d变量表示沿着连接这两个点的GOl直线的标准化的距离,O ^ d ^ I,在起点Pl时，d为0，到线的终点P2时，d达到I ;CX1、CY1、CZi(0彡i彡3)表示三次多项式的系数；其中，d=PG01 (t)/pg, pg为起点到终点的沿着连接这两个点的GOl直线的距离，Petll⑴表示当时间为t时，刀具的当前位置与起点之间的、沿连接起点与终点的GOl直线的距离。
5.根据权利要求4所述的方法，所述步骤2还包括基于相邻两个中间点在X，Y，Z的方向上的位置以及速度矢量来确定描述连接这两个中间点之间的样条曲线的三次多项式的系数。
6.根据权利要求5所述的方法，其中所述中间点的速度矢量的方向是在由该中间点与其相邻的上下两个点的两条连线构成的平面上确定的，该中间点的速度矢量的方向垂直于由该中间点与其相邻两个点的连线构成的夹角的中间线。
7.根据权利要求5所述的方法，其中所述起点和终点的速度矢量的方向是以其与相邻的中间点的连线为基准线，对与其相邻的中间点的速度矢量方向作镜像而得到的。
8.根据权利要求3所述的方法，其中，所述步骤2包括: 21)基于相邻两个中间点在Χ，Υ，Ζ的方向上的位置以及速度矢量来确定描述连接这两个中间点之间的样条曲线的三次多项式的系数； 22)对于相邻中间点之间的其他点，判断该点与连接这两个中间点的样条曲线上的相应位置之间的距离是否大于期望的精度；如果小于，则继续评估下一个点；如果大于，则选择在这两个中间点位置处的点作为一个中间点，并回到21)继续执行。
9.根据权利要求5或8所述的方法，其中通过下面的方式来确定所述三次多项式的系数: 对于X，Y，Z轴中的任一轴而言，该轴的位置P、速度V和加速度A可以表示为: P (d) =C3.d3+C2.(^+C1.d+C0 V(d) =3.C3.d2+2.C2.d+Q A (d) =6.C3.d+2.C2 其中，V(d)是对P(d)求导得到的，A(d)是对V(d)求导得到的；假设对于任意相邻的两个中间点，在该轴向上的位置为P1, P2和速度为V1, V2,则上述三次多项式的系数为: C0=Pi C1=V1 C2=3p2 - 2y1 - Sp1 - v2 C3=V2 — 2p2+2p1+v1
10.一种用于数控机床中处理微小路径段的设备，所述设备包括: 用于对于机器命令文件中连续的多个微小路径段，选择这些微小路径端的起点位置与终点位置之间的若干个中间点的装置； 用于采用以距离为变量的三次多项式来描述相邻两个中间点之间的样条曲线段的装置； 用于将机器命令文件中与所述多个微小路径段对应的程序段转换成与所述样条曲线段对应的程序段，产生新的机器命令文件并依据该新的机器命令文件来控制刀具的运行的>j-U ρ?α装直。
11.一种CNC控制器，其包括如权利要求10是所述的处理微小路径段的设备。
【专利摘要】本发明提供数控机床中处理微小路径段的方法，对于机器命令文件中连续的多个微小路径段，采用以距离为变量的三次多项式来拟合微小路径段。该方法算法简单，不需要额外的计算能力，同时能保证精度。而且该方法对机器命令文件不需进行任何改变，不需要增加样条计算，完全保留了成熟传统的G/M代码编程的优点。此外，该方法可完全在CNC控制器中执行，不要求对CAD/CAM系统进行任何改变，可兼容目前所有的CAD/CAM系统。
【IPC分类】G05B19-41
【公开号】CN104865898
【申请号】CN201410066952
【发明人】弗兰克·埃里克·马力诺·德·舍佩尔
【申请人】温州博纳激光科技有限公司, 四川博纳科技有限公司
【公开日】2015年8月26日
【申请日】2014年2月26日