[发明专利]数控加工路径的规划方法、数控加工系统和方法

说明书

技术领域

本发明属于数控加工技术领域，尤其涉及一种数控加工路径的规划方法以及数控加工系统和数控加工方法。

背景技术

在数控加工过程中，数控系统根据用户输入的加工代码进行加工。通常用户在加工代码中会指定一个速度作为目标速度，但一般并不指定各加工段终点的速度。如果不采取某种措施来对各段末点速度进行计算的话，各段末点处速度控制策略一般为按照系统给定速度持续加工，或者每段段末降速到停止。对于加工路径上的拐点(直线或圆弧之间)，如果保持一个较大的速度，由于拐点处的法向加速度随速度增大而增大，可能导致无法在机床允许的加速度范围内过渡到下一个加工段，出现冲击等不利现象；如果在段末减速到停止后开始下一段的加工，这样能保证加工的质量，但效率低下，并且频繁的加减速会导致加工工件表面的不光滑，更有甚者会导致机床的共振，对加工质量产生严重不利影响。

因此，在加工过程中引入圆弧过渡功能，实现加工段之间的平滑过渡，对机床的冲击，从而提高加工效率和加工质量。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种数控加工路径的规划方法以及数控加工系统和数控加工方法，能够在不同加工段之间的进行圆弧过渡，从而提高加工效率，也避免了对机床产生的冲击，提高了加工质量。

本发明提供一种数控加工路径的规划方法，所述方法包括：获取规划前的数控加工路径中两相邻的第一轨迹段AB和第二轨迹段BC的数据，所述第一轨迹段AB和所述第二轨迹段BC相交而形成拐角；根据获取到的数据判断所述第一轨迹段AB与所述第二轨迹段BC的位置关系；根据所述位置关系以及过渡圆弧EF所在圆的半径R₂与所述第一轨迹段AB和所述第二轨迹段BC中的至少一条轨迹段所在圆的半径R计算圆心距离L；根据所述圆心距离L以及对应的轨迹段所在圆的圆心O坐标计算所述过渡圆弧EF所在圆的圆心O₂的坐标x_O2、y_O2；根据所述过渡圆弧所在圆的半径R₂以及所述圆心O₂的坐标x_O2、y_O2计算端点E、F的坐标x_E、y_E和x_F、y_F，以得到所述过渡圆弧EF的轨迹段数据；以及结合所述过渡圆弧EF的轨迹段数据、所述第一轨迹段AB和第二轨迹段BC的数据将所述拐角规划为过渡圆弧的数控加工路径数据。

其中，当所述第一轨迹段AB为直线，所述第二轨迹段BC为圆弧时，所述过渡圆弧EF所在圆的圆心O₂的坐标与半径R₂的关系为：

其中，x_A、y_A为A点坐标，x_B、y_B为B点坐标，均为已知量；x_O2、y_O2为圆心O₂的坐标，为未知量；

所述过渡圆弧EF的端点E、F的坐标与所述第二轨迹段BC所在圆的圆心O₃的坐标、半径R₃的关系为：

其中，x_O3、y_O3为圆心O₃的坐标，R₃为圆O₃的半径，均为已知量。

其中，当∠ABO₃>90°时，所述第一轨迹段AB与所述第二轨迹段BC的位置关系为外接；

根据公式(1)、(4)计算所述过渡圆弧EF所在圆的圆心O₂的坐标x_O2、y_O2：

以及根据计算得到的圆心O₂的坐标x_O2、y_O2和公式(2)、(3)计算所述过渡圆弧EF的端点E、F的坐标x_E、y_E和x_F、y_F。

其中，当∠ABO₃<90°时，所述第一轨迹段AB与所述第二轨迹段BC的位置关系为外切；

根据公式(1)、(5)计算所述过渡圆弧EF所在圆的圆心O₂的坐标x_O2、y_O2：