一种基于刀轨数据获得其加工误差的方法
【专利摘要】本发明公开了一种基于刀轨数据获得其加工误差的方法，包括以下步骤：获取CAD/CAM软件系统输出的刀轨数据，并对该刀轨数据进行预处理，以获得参与切削的切削轨迹数据，针对切削轨迹数据，采用三点圆弧法计算其中刀位点的弓高误差，对得到的所有刀位点的弓高误差取平均值，并将结果放大40%至60%，以得到刀具轨迹的加工误差。本发明能够打破对刀轨数据进行优化处理所面临的技术瓶颈，自动计算出一个合理的加工误差，为解决现有CAD/CAM软件系统输出刀轨数据存在的问题，如重复点、尖点以及点位信息分布不均匀等，以及由于数控编程人员参差不齐而导致严重影响刀具轨迹质量的问题，提供一个重要的参考依据。
【专利说明】一种基于刀轨数据获得其加工误差的方法
【技术领域】
[0001]本发明属于铣削加工领域，更具体地，涉及一种基于刀轨数据获得其加工误差的方法。
【背景技术】
[0002]加工零件的刀轨数据通常有多种表示方式，如CL Data或经过后处理程序产生的G代码。当前CAD/CAM软件系统输出的CL Data或后置处理生成的G代码所描述的刀轨有很多缺点，如刀轨中可能出现重复点，尖点以及点位信息分布不均匀等，加之数控编程人员参差不齐，对刀轨质量会产生比较大的影响，特别是在曲面加工领域中，刀轨数据所表示的几何形状很复杂，加工出来零件的表面质量非常差。
[0003]由于G代码或CL Data等刀轨数据的自身限制，它无法描述CAD/CAM软件系统所能描述的复杂信息，如加工误差和特征信息等，数据流从CAD/CAM到CNC往往是不可逆的，所以当前CAD/CAM软件系统输出刀轨数据之后就丢失了加工误差信息，形成对质量较差的刀轨数据进行优化处理时所面临的技术瓶颈。
【发明内容】
[0004]针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于刀轨数据获得其加工误差的方法，其目的在于能够打破对刀轨数据进行优化处理所面临的技术瓶颈，自动计算出一个合理的加工误差，为解决现有CAD/CAM软件系统输出刀轨数据存在的问题，如重复点、尖点以及点位信息分布不均匀等，以及由于数控编程人员参差不齐而导致严重影响刀具轨迹质量的问题，提供一个重要的参考依据。
[0005]为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了一种基于刀轨数据获得其加工误差的方法，包括以下步骤:
[0006](I)获取CAD/CAM软件系统输出的刀轨数据，并对该刀轨数据进行预处理，以获得参与切削的切削轨迹数据；具体而言，在预处理过程中，去除刀轨数据中的非切削刀轨数据，并以这些非切削刀轨数据为分段条件，将切削刀轨数据分割成一系列连续的线段，存放到一个链表中，链表中的每一项表示一个子刀轨数据，所有子刀轨数据构成整个切削轨迹数据；
[0007](2)针对切削轨迹数据，采用三点圆弧法计算其中刀位点的弓高误差；具体包括以下子步骤:
[0008](2-1)设置计数器j=l，并从切削轨迹数据中取出第j个子刀轨数据；
[0009](2-2)采用三点圆弧法计算第j个子刀轨数据中刀位点的弓高误差；本步骤具体包括以下子步骤:
[0010](2-2-1)设置计数器i=2，从第j个子刀轨数据取出第i个刀位点；
[0011](2-2-2)选取该第i个刀位点的前后相邻刀位点，构造一个圆弧来逼近原始刀轨，且三点之间连线构成的夹角在I度到45度之间；[0012](2-2-3)分别计算出该刀位点前后两段弦的弓高误差，并选择两者中最大值作为该刀位点的弓高误差；具体计算公式为:
[0013]δ χ = R(l_cos ω χ)
[0014]S2 = R(1-Cosco2) = R(1-cos (J1-O-Q1))
[0015]其中:
[0016]
[0017]
【权利要求】
1.一种基于刀轨数据获得其加工误差的方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)获取CAD/CAM软件系统输出的刀轨数据，并对该刀轨数据进行预处理，以获得参与切削的切削轨迹数据；具体而言，在预处理过程中，去除刀轨数据中的非切削刀轨数据，并以这些非切削刀轨数据为分段条件，将切削刀轨数据分割成一系列连续的线段，存放到一个链表中，链表中的每一项表示一个子刀轨数据，所有子刀轨数据构成整个切削轨迹数据； (2)针对切削轨迹数据，采用三点圆弧法计算其中刀位点的弓高误差；具体包括以下子步骤: (2-1)设置计数器j=l，并从切削轨迹数据中取出第j个子刀轨数据； (2-2)采用三点圆弧法计算第j个子刀轨数据中刀位点的弓高误差；本步骤具体包括以下子步骤: (2-2-1)设置计数器i=2，从第j个子刀轨数据取出第i个刀位点； (2-2-2)选取该第i个刀位点的前后相邻刀位点，构造一个圆弧来逼近原始刀轨，且三点之间连线构成的夹角在I度到45度之间； (2-2-3)分别计算出该刀位点前后两段弦的弓高误差，并选择两者中最大值作为该刀位点的弓高误差；具体计算公式为:
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，非切削刀轨数据包括进刀、退刀和空行程的数据。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，子刀轨数据的刀位点数大于两个。
4.一种基于刀轨数据获得其加工误差的方法，其特征在于，包括以下步骤: (I)获取CAD/CAM软件系统输出的刀轨数据，并对该刀轨数据进行预处理，以获得参与切削的切削轨迹数据；具体而言，在预处理过程中，去除刀轨数据中的非切削刀轨数据，并以这些非切削刀轨数据为分段条件，将切削刀轨数据分割成一系列连续的线段，存放到一个链表中，链表中的每一项表示一个子刀轨数据，所有子刀轨数据构成整个切削轨迹数据； (2)针对切削轨迹数据，采用三点圆弧法计算其中刀位点的弓高误差；具体包括以下子步骤: (2-1)设置计数器j=l，并从切削轨迹数据中取出第j个子刀轨数据； (2-2)采用三点圆弧法计算第j个子刀轨数据中刀位点的弓高误差；本步骤具体包括以下子步骤: (2-2-1)设置计数器i=2，从第j个子刀轨数据取出第i个刀位点； (2-2-2)选取该第i个刀位点的前后相邻刀位点，构造一个圆弧来逼近原始刀轨，且三点之间连线构成的夹角在I度到45度之间； (2-2-3)分别计算出该刀位点前后两段弦的弓高误差，并选择两者中最大值作为该刀位点的弓高误差；具体计算公式为:
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，非切削刀轨数据包括进刀、退刀和空行程的数据。
6.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，子刀轨数据的刀位点数大于两个。
【文档编号】G05B19/4097GK103439918SQ201310340703
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月7日 优先权日:2013年8月7日
【发明者】李振瀚, 杨建中, 欧道江, 颜昌亚, 胡铮铭, 惠恩明 申请人:华中科技大学