[发明专利]一种三轴数控加工G代码缺陷坐标的粗精分步筛选方法

权利要求书

1.一种三轴数控加工G代码缺陷坐标的粗精分步筛选方法，其特征在于，包括以下步骤：

1)从G代码中提取出X轴、Y轴、Z轴的坐标数据：从G代码.nc格式的文件中剔除尺寸字中的地址符，分离提取出X轴、Y轴、Z轴的坐标数据；

2)曲率、弓高、拐角、微线段长度、相邻线段差五种几何特征的计算：将提取出来的坐标数据连接成轨迹，然后分别计算五种几何特征；设G代码中第n个点为P_n(x_n,y_n,z_n)，其前一个点即第n-1个点为P_n-1(x_n-1,y_n-1,z_n-1)，后一个点即第n+1个点为P_n+1(x_n+1,y_n+1,z_n+1)，这三个点构成空间一个圆形，按照公式(1)计算曲率，按照公式(2)计算弓高，按照公式(3)计算拐角，按照公式(4)计算线段长度，按照公式(5)计算相邻线段差；

Δd_n＝d_n+1-d_n (5)

式中，a_n,b_n,c_n分别表示构成空间三角形的三个边的长度，k_n表示第n个点的曲率；g_n表示第n个点的弓高，为卷积符号；α_n表示第n个点的拐角；d_n表示第n段线段长度；Δd_n表示第n个线段长度差；

3)粗筛选结果选定：将步骤2)的计算结果排序，再设置粗筛选比例，分别筛选输出曲率极大值的坐标位置，弓高极大值的坐标位置，拐角极大值的坐标位置，线段长极小值的坐标位置，线段差极大值的坐标位置；

4)基于粗筛选结果进行趋势构建，求出缺陷坐标对应的理想坐标：设粗筛选结果为Q₁(X₁,Y₁),Q₂(X₂,Y₂)……Q_m(X_m,Y_m)，对每一个坐标Q_j(X_j,Y_j)分别向前向后追溯10个正确点位，若遇到粗筛选结果的点位则跳过，设向前10个正确点位的坐标分别为t₁(x₁,y₁),t₂(x₂,y₂),……t₁₀(x₁₀,y₁₀)，向后10个正确点位的坐标分别为u₁(x₁,y₁),u₂(x₂,y₂),……u₁₀(x₁₀,y₁₀)，利用这些点位分别进行3次样条插值，得到趋势刀位轨迹表达式，为公式(6)所示；然后将粗筛选缺陷点横坐标X_j代入公式(6)中，求解得到前后两个刀位趋势轨迹下的理想坐标分别为I_前j(v_j,w_j)，I_后j(v_j,w_j)；

式中，x’为插值最后一段的起始点横坐标；T，U分别为待求解系数；

5)进行粗筛选结果的缺陷坐标点到刀位趋势轨迹理想坐标点的误差求解：求解方法按照公式(7)：

式中，h_j为粗筛选缺陷点坐标到理想点坐标的距离，L_j为粗筛选缺陷点前后相邻两点之间的距离；

6)精筛选结果选定：利用箱形图对误差求解结果的异常大值进行筛选，完成精筛选过程；箱形图是通过下四分位数、中位数、上四分位数、上限、下限来描述数据的图形，箱型图的具体构建方法为：设一组序列数包含r项，将其从小至大排列，分别找出排序后数据中的下四分位数Q₁，中位数Q₂，上四分位数Q₃，具体的，下四分位数Q₁在数据中的位置为P₁＝(r+1)/4，即Q₁为排序后数据中第P₁个数；中位数Q₂在数据中的位置为P₂＝2(r+1)/4，即Q₂为排序后数据中第P₂个数；上四分位数Q₃在数据中的位置为P₃＝3(r+1)/4，即Q₃为排序后数据中第P₃个数；再求解上项N_max，N_max＝Q₃+1.5(Q₃-Q₁)，下项N_min，N_min＝Q₁-1.5(Q₃-Q₁)，其中大于上项的值为异常值，也是需要筛选出的值。