[发明专利]一种数控系统的刀补控制方法及装置

说明书

技术领域

本发明涉及数控技术领域，具体涉及一种数控系统的刀补控制方法及装置。

背景技术

在数控系统中，零件程序给出理想的零件轮廓信息，然后刀补处理程序根据零件轮廓信息和实际所使用的刀具半径参数计算出补偿后的刀具的刀补运动轨迹，使得刀具的刀补运动轨迹尽量接近理想的零件轮廓，然后将刀补运动轨迹送到数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)进行插补处理，进而由控制驱动单元完成对刀具或工件移动控制的加工处理。其中刀补包括刀具的长度补偿和半径补偿，长度补偿用来实现刀具圆弧中心与刀架中心轨迹之间的转换，是一个简单的坐标平移过程；刀具的半径补偿用来补偿刀具圆弧中心与理想的零件轮廓之间的偏差，它使刀具沿着工件轮廓的法向偏移一个刀具半径从而来补偿这一偏差，数控系统需要根据理想的零件轮廓及实际所使用的刀具半径参数计算出补偿后的刀具加工轨迹，这一偏差恰好能加工出要求的零件轮廓。

按照补偿类型可以将刀具的半径补偿分为B功能刀补和C功能刀补，B功能刀补仅仅根据当前理想运动轨迹计算出半径补偿值，其适用于圆角过渡的零件轮廓的加工，这种刀补方式在加工尖角时效果较差，且不能预知半径补偿所造成的下一段刀补运动轨迹对本段刀补运动轨迹的影响。为了解决下一段刀补运动轨迹对本段刀补运动轨迹的影响，大部分数控系统都采用C功能刀补。数控系统的轮廓控制多为直线及圆弧两类，若零件轮廓是直线时，刀补后刀具的运动轨迹与原来的理想运动轨迹平行，若零件轮廓是圆弧时，刀补后刀具的刀补运动轨迹与原来的理想运动轨迹同一个圆心，并且前后两段运动轨迹间共有4种连接方式即直线接直线、直线接圆弧、圆弧接直线、圆弧接圆弧。其中，C功能刀补的处理流程具体包括：

步骤1、从缓冲区读入第1程序段和第2程序段，计算第1理想运动轨迹和第2理想运动轨迹；

步骤2、根据第1理想运动轨迹和第2理想运动轨迹的转接类型，对第1理想运动轨迹进行刀补处理得到第1刀补运动轨迹，将第1刀补运动轨迹送入插补处理程序；

步骤3、执行步骤1～2直至刀补处理结束。

发明人在实现上述刀补处理时发现，采用上述C功能刀补时，若出现如图1所示情况则会出现过切。在图1中，虚线为刀补前的理想运动轨迹，分别有1、2和3共三条理想运动轨迹，实线为1、2和3共三条理想运动轨迹分别刀补后的刀补运动轨迹，分别为1’、2’和3’三条刀补运动轨迹。由于刀补后的刀补运动轨迹1’和刀补运动轨迹2’的转接角A较小，若理想运动轨迹3的终点设置错误，就有可能出现刀具干涉的情况，即刀具沿着当前所使用的刀具半径等参数修正后的加工轨迹运行到转接角A时，可能会切入被加工表面或直接与工件碰撞，导致误伤刀补后的刀补运动轨迹3’。

另外，在上述C功能刀补的缓冲区存储的程序段中包括有零件程序和指令程序，其中，零件程序是有理想运动轨迹的，指令程序仅是类似刀具切换的指令，不包括理想运动轨迹。在采用C刀补时数控系统读取两条零件程序段用于计算刀补，因此，当前部分数控系统在使用刀补指令编程时，会限制用户不能连续指令两个或多个没有刀具的理想运动轨迹的程序段。由于这种局限存在，当理想运动轨迹的零件程序段前后可能存在着很多个指令程序，可能会造成刀补缓冲区中无移动轨迹的情况，在读取到一段零件程序段时，可能已经无法在刀补缓冲区找到上一段零件程序段，即先前的运动轨迹程序丢失，导致刀补处理出错，甚至在实际加工时会附加一个方向垂直于前一个运动轨迹移动方向的长度向量进而导致过切。

发明内容

针对上述存在的缺陷，本发明实施例提供了一种数控系统的刀补控制方法及装置，用于在刀补处理阶段，及时检测是否存在刀具干涉，防止过切，提高处理精确度。

本发明一方面提供了一种数控系统的刀补控制方法，可包括：

读取第一理想运动轨迹L1、第二理想运动轨迹L2和第三理想运动轨迹L3，对所述第一理想运动轨迹L1进行刀补处理得到第一刀补运动轨迹L1’，对所述第二理想运动轨迹L2进行刀补处理得到第二刀补运动轨迹L2’；

判断所述第一理想运动轨迹L1和所述第二理想运动轨迹L2的转接类型是否为缩短型；

若所述转接类型为缩短型，则根据所述第一刀补运动轨迹L1’、所述第二刀补运动轨迹L2’和所述第三理想运动轨迹L3的位置关系，判断是否会产生刀具干涉。

本发明另一方面提供了一种数控系统的刀补控制装置，可包括：