一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法与流程

本发明属于数控加工领域，特别涉及一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法。

背景技术：

1、参照附图9、10、11，文献“关于轮廓倒圆角_倒角宏程序的研究，新技术新工艺，2013年第一期”公开了一种轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法。该方法视刀具切削轨迹分别为沿轮廓向外、向内等距偏移的封闭包络线，对于向外偏置的包络线采用数学计算在x、z面构建刀具中心到已加工轮廓的距离变化参数#12,并在外轮廓直角处构建半径为参数#12的过渡圆弧使包络线封闭,同时在x、y面通过逻辑运算建立角度变量θ1沿轮廓变化的参数方程实现外轮廓倒圆角宏程序编制。对于向内偏置的包络线采用数学计算在y、z面构建刀具中心到已加工轮廓的距离变化参数#5,同时在x、y面通过逻辑运算建立角度变量θ2、θ3沿轮廓变化的参数方程实现内轮廓倒角的宏程序编制。应用此文献所述宏程序编制方法减少了形状相同尺寸不同的曲线轮廓倒圆角、倒角时程序的重复编制，减少了字符数，节约了内存，使编程更方便、更容易。但该方法只适于封闭曲线轮廓的倒圆角倒角宏程序编制，对于开放曲线轮廓不能应用上述方法进行倒圆角倒角的宏程序编制，因此文献所述方法具有局限性。

2、综上所述，现有的轮廓倒圆角_倒角的宏程序编制方法对于开放曲线轮廓倒圆角倒角不适用，所提出通过数学计算与建立逻辑运算进行曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法具有局限性。

技术实现思路

1、本发明解决的技术问题是：为了克服现有的技术方法对于开放曲线轮廓不能通过简单的数学计算与逻辑运算进行倒圆角倒角宏程序编制的不足，本发明提出了一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法。该方法首先应用极坐标编程方式在任意角度位置构建刀具中心到已加工轮廓的距离变化参数#13，接着采用设立多个局部坐标系的方法使前一步建立的距离变化参数#13跟随刀具的加工轨迹而连续运动。从而实现开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制。

2、本发明的技术方案是：一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法，包括以下步骤：

3、步骤1：将开放曲线轮廓分为若干段，并作出圆弧段的圆心，测其圆心的x、y坐标值。

4、步骤2：对开放曲线轮廓两个端点分别进行线延长，使刀具的下刀点与出刀点都在工件外；

5、步骤3：以极坐标方式实现开放曲线轮廓倒角宏编制；

6、步骤4：确定刀具中心到已加工轮廓的距离变化参数。

7、进一步的，所述步骤1中，在开放曲线轮廓上分成ac段、cd段、de段、ef段、fg段和gb段六部分，其中ac段为直线段，其他段为圆弧段，定义cd段圆弧1的圆心o1,de段圆弧2的圆心o2,ef段圆弧3的圆心o3,fg段圆弧4的圆心o3，gb段圆弧5的圆心o4。

8、进一步的，所述步骤1中，cd段圆弧1、ef段圆弧3、fg段圆弧4是凹圆弧，de段圆弧2、gb段圆弧5是凸圆弧。

9、进一步的，所述步骤2中，延长开放曲线轮廓左端点a至a点，并作线段ca垂直于线段aa,延长开放曲线轮廓右端点b至b点，并作线段bd朝向圆心o4。延长至a点与b点的目的是为了使刀具的下刀与退刀点都在工件外；c点d点起了桥梁作用，使宏变量能够不断变化。

10、进一步的，所述步骤3中，包括以下子步骤：

11、步骤3.1：极坐标与极坐标中关于直线段和圆弧段的参数定义；

12、步骤3.2：设加工坐标系的原点与建模坐标系零点o重合，且o点的x与y坐标值都设为0，z向零点在工件的上表面；

13、步骤3.4：按照o-o1-o2-o3-o4-o的顺序在主坐标系代码与局部坐标系代码中分别代入子步骤2与子步骤3中o点及圆弧圆心o1至o4的x、y坐标值；

14、步骤3.5：作圆弧圆心o1至o4到c,d,h,e,i,f,g,j,b各点的辅助线段，并测量各线段长度及各线段与x轴的夹角，以便开放曲线轮廓编制时依次按子步骤1中所规定的格式对开放曲线轮廓进行极坐标编制。

15、进一步的，所述步骤4中，包括以下子步骤：

16、步骤4.1：计算倒角角度的正切值

17、

18、步骤4.2：刀具中心到已加工轮廓的距离变化参数#13

19、

20、设z向下刀深度为t，刀具半径为开放曲线轮廓的倒角宽度为m，倒角深度为n；其中t、d1、m、n为任意值，t的值小于等于n的值，d1的值大于等于m的值。

21、进一步的，所述步骤4中，下刀深度变量参数t为#2，刀具半径参数为#7，倒角角度正切值变量参数为#8，刀具中心到已加工轮廓距离变化的参数γ为#13，即#13＝#2/#8+#7；当用球刀加工时，刀具半径参数#7为0，刀具中心到已加工轮廓的距离变化参数#13＝#2/#8。

22、进一步的，所述步骤4中，所述外轮廓向外偏置#13，内轮廓向内偏置#13，凸圆弧半径加#13，凹圆弧半径减#13。加工外轮廓时包络线向外偏置了#13，所以要加上#13,内轮廓向内偏置时，包络线向内偏置了#13，所以要减去#13。凸圆弧加#13，凹圆弧减#13，这样子步骤1中的极半径可以灵活加或减参数#13的值，实现参数#13随刀具轨迹运动的宏编制。

23、发明效果

24、本发明的技术效果在于：参照具体实施方案中步骤一至步骤四的实施过程，能在任意角度以极坐标的方式建立刀具中心到已加工轮廓的距离变化参数#13，并能通过设立局部坐标系的方法使距离变化参数#13跟随刀具的加工轨迹而连续运动，从而实现极坐标方式下开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏编制。该方法参照文献中所述的方法而言，不需要在x、y平面构建角度变量为的θ1、θ2、θ3的参数方程，且可用于开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏编制中，程序简短并提高了功效。本方法通过有效配合使用极坐标与局部坐标系的宏程序编制方法，克服了现有的技术方法对于开放曲线轮廓倒圆角倒角不能通过简单的数学计算与逻辑运算进行宏程序编制的现状。

技术特征：

1.一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法，其特征在于，所述步骤1中，在开放曲线轮廓上分成ac段、cd段、de段、ef段、fg段和gb段六部分，其中ac段为直线段，其他段为圆弧段，定义cd段圆弧1的圆心o1,de段圆弧2的圆心o2,ef段圆弧3的圆心o3,fg段圆弧4的圆心o3，gb段圆弧5的圆心o4。

3.如权利要求1所述的一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法，其特征在于，所述步骤1中，cd段圆弧1、ef段圆弧3、fg段圆弧4是凹圆弧，de段圆弧2、gb段圆弧5是凸圆弧。

4.如权利要求1所述的一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法，其特征在于，所述步骤2中，延长开放曲线轮廓左端点a至a点，并作线段ca垂直于线段aa,延长开放曲线轮廓右端点b至b点，并作线段bd朝向圆心o4。延长至a点与b点的目的是为了使刀具的下刀与退刀点都在工件外；c点d点起了桥梁作用，使宏变量能够不断变化。

5.如权利要求1所述的一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法，其特征在于，所述步骤3中，包括以下子步骤：

6.如权利要求1所述的一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法，其特征在于，所述步骤4中，包括以下子步骤：

7.如权利要求1所述的一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法，其特征在于，所述步骤4中，下刀深度变量参数t为#2，刀具半径参数为#7，倒角角度正切值变量参数为#8，刀具中心到已加工轮廓距离变化的参数γ为#13，即#13＝#2/#8+#7；当用球刀加工时，刀具半径参数#7为0，刀具中心到已加工轮廓的距离变化参数#13＝#2/#8。

8.如权利要求1所述的一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法，其特征在于，所述步骤4中，所述外轮廓向外偏置#13，内轮廓向内偏置#13，凸圆弧半径加#13，凹圆弧半径减#13。加工外轮廓时包络线向外偏置了#13，所以要加上#13,内轮廓向内偏置时，包络线向内偏置了#13，所以要减去#13。凸圆弧加#13，凹圆弧减#13，这样子步骤1中的极半径可以灵活加或减参数#13的值，实现参数#13随刀具轨迹运动的宏编制。

技术总结
本发明提出一种开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制方法，该方法首先应用极坐标编程方式在任意角度位置构建刀具中心到已加工轮廓的距离变化参数#13，接着采用设立多个局部坐标系的方法使前一步建立的距离变化参数#13跟随刀具的加工轨迹而连续运动。从而实现开放曲线轮廓倒圆角倒角的宏程序编制。本方法通过有效配合使用极坐标与局部坐标系的宏程序编制方法，克服了现有的技术方法对于开放曲线轮廓倒圆角倒角不能通过简单的数学计算与逻辑运算进行宏程序编制的现状。

技术研发人员：向晓霞,王超,杨乐,徐颖军,虢太郎,彭宇香
受保护的技术使用者：西安昆仑工业（集团）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13