[发明专利]一种直纹面加工路径生成方法、装置及设备

说明书

本发明公开了一种直纹面加工路径生成方法、装置和设备，涉及数控加工技术领域。所述方法，包括：获取待加工的目标工件三维图中的各目标直纹面；根据各所述目标直纹面，生成各所述目标直纹面的数学模型；根据所述数学模型以及预设加工工艺参数确定当前加工速度；根据所述当前加工速度计算所述目标直纹面对应的加工路径数据。解决了现有的直纹面加工方法误差较大，缺乏对“软刀子”加工自然缺陷的控制和补偿的技术问题。取得了降低直纹面加工的误差，提高对“软刀子”加工自然缺陷的控制和补偿的有益效果。

技术领域

本发明涉及数控加工技术领域，具体涉及一种直纹面加工路径生成方法、装置及设备。

背景技术

数控技术是衡量一个国家机械制造工业水平的重要标志之一，更是体现一个机械制造企业技术水平的重要标志。数控技术的迅速发展，己经给传统的机械设计和制造方式带来了根本性的变革。特别是现代多轴数控机床的广泛使用，借助计算机辅助编程工具，大幅度缩短了产品的制造周期，提高了企业的竞争力。按照加工刀具而言，直纹面加工可以分为刚性刀具加工、软性刀具加工。例如，水射流切割、激光切割、等离子弧切割、电火花线切割都属于“软刀子”直纹面加工，也即软性刀具直纹面加工；铣刀则为刚性刀具。

在目前的三维CAM(computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)软件中，上述的“软刀子”直纹面加工的编程是通过在工件的三维图形中把加工面进行排序和刀补偏移后，把加工面的上沿曲线和下沿曲线切分成一系列直线段(粗插补)，把该直线段端点的加工矢量的空间角度，连同端点的坐标和该加工矢量的运行速度，写到一行程序代码(比如G代码，G代码是数控程序中的指令。一般都称为G指令。)中，整个程序的代码在CNC(Computer numerical control，计算机数控)数控系统的下位机(运动控制器)中进行插补计算，形成每个运动轴所需要的运动命令。

但是目前的三维CAM软件在直纹面加工上的应用还是存在一些问题：首先，本来连续光滑的曲线被切分成一系列的直线段之后，速度和加速度的连续性被破坏；而且如果直线段切分得太长，加工矢量运动轨迹的误差就很大；对切割过程中的加工速度和加速度很难进行优化；另外，“软刀子”直纹面加工，加工件的上下轮廓因为加工刀具的自然缺陷而出现不一致的情况。例如，切缝锥度误差、由于加工刀具下沿向后弯曲而造成转角和圆弧处出现裙摆状误差、或者是在电火花线切割时由于加工线中间向后弯曲而出现腰鼓状误差，等等。而传统的数控加工只关注刚性刀具，缺乏对“软刀子”加工自然缺陷的控制和补偿。

发明内容

鉴于上述问题，提出了本发明以便提供一种克服上述问题或者至少部分地解决上述问题的一种直纹面加工路径生成方法、一种直纹面加工路径生成装置和相应的一种直纹面加工路径生成设备。

依据本发明的一个方面，提供了一种直纹面加工路径生成方法，包括：

获取待加工的目标工件三维图中的各目标直纹面；

根据各所述目标直纹面，生成各所述目标直纹面的数学模型；

根据所述数学模型以及预设加工工艺参数确定当前加工速度；

根据所述当前加工速度计算所述目标直纹面对应的加工路径数据。

可选地，所述数学模型包括所述目标直纹面的上沿曲线数学模型、下沿曲线数学模型、上沿曲线与下沿曲线的关联函数；或者所述数学模型包括所述目标直纹面的上沿曲线数学模型、加工矢量方向限定条件。

可选地，所述数学模型还包括加工质量指标；当所述数学模型中包括所述目标直纹面的上沿曲线数学模型、加工矢量方向限定条件时，所述数学模型还包括所述工件厚度参数。

可选地，当所述数学模型中包括所述目标直纹面的上沿曲线数学模型、下沿曲线数学模型、上沿曲线与下沿曲线的关联函数时，所述根据各所述目标直纹面，生成各所述目标直纹面的数学模型的步骤，包括：