[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

说明书

一种三轴数控加工G代码缺陷坐标的粗精分步筛选方法，首先要对G代码文件进行坐标数值提取，进行基于几何特征求解的粗筛选过程，计算曲率、弓高、拐角、线段长度、相邻线段差等几何特征，并对求解结果进行排序，选取曲率、弓高、拐角及线段差的极大值的前10％的坐标位置，线段长的极小值的前10％的坐标位置，形成粗筛选结果；根据粗筛选结果利用三次样条插值对粗筛选缺陷坐标点构建趋势轨迹，基于该轨迹求解粗筛选嫌疑坐标对应的理想坐标点，并求出理想坐标点到粗筛选缺陷坐标点的误差，通过箱型图的方式找到误差值异常大的坐标位置，作为精筛选结果，完成精筛选过程；本发明避免筛选出正确坐标，实现G代码缺陷坐标位置的智能诊断。

技术领域

本发明属于数控机床技术领域，具体涉及一种三轴数控加工G代码缺陷坐标的粗精分步筛选方法。

技术背景

数控加工要经过CAD三维建模，CAM后处理生成G代码，再将G代码输入数控系统进行加工等过程。在CAM中，会将复杂曲面模型离散成巨量的微小直线段来逼近原始曲线，进而形成G1形式的微小直线段组成的G代码，即刀具加工路径。实际加工中由于CAD或者CAM后处理的问题使得这样的刀具路径往往会出现一些与原始模型轮廓不符的缺陷或错误的坐标点，这会导致刀具路径与原始模型轮廓误差增大，影响加工精度；还会导致进给速度变慢，影响加工效率；一些时候缺陷代码行段还会导致加速度、加加速度变化剧烈，激起机床机械结构振动。

目前在刀具路径微小线段拟合、平滑G代码轨迹方面已有诸多较为成熟的研究，但是在拟合与平滑G代码轨迹前期，G代码的缺陷坐标筛选方面还缺少有效准确的方法，有研究将缺陷坐标分类，针对每种类型提出搜索方法，然而现实中G代码缺陷坐标类型复杂，现有方法分类不全面，无法找出所有缺陷坐标，而且搜索方法只考虑几何特征，容易将正确坐标当做缺陷坐标筛选出来，无法满足G代码微小线段样条拟合前期有效预处理的目的。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供了一种三轴数控加工G代码缺陷坐标的粗精分步筛选方法，能有效解决缺陷种类多的问题，同时避免筛选出正确坐标，实现G代码缺陷坐标位置的智能诊断。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种三轴数控加工G代码缺陷坐标的粗精分步筛选方法，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；

di＝d_n+1-d_n (5)