[发明专利]高速高精度数控加工的小线段实时平滑过渡插补方法

摘要

一种高速高精度数控加工小线段实时平滑过渡插补方法，包括人机界面模块、程序解释模块、刀具补偿模块、粗插补模块、精插补模块，其中：人机界面模块将数控加工程序传给程序解释模块，由程序解释模块进行程序解释，提取加工路径信息，由刀具补偿模块进行刀具补偿，得到刀具路径信息，将该信息传送到粗插补模块，将相邻线段在转接点附近采用过控制顶点三次B样条曲线进行平滑过渡连接，生成曲率连续的平滑刀具路径，并对该路径进行速度规划和插补运算，将插补数据传送到精插补模块，经过精插补运算，将处理的数据输送到驱动器驱动数控机床运动。本发明机床运动更加平稳，计算效率高，算法简单，适用于高速高精度加工的数控机床。

主权项

一种高速高精度数控加工的小线段实时平滑过渡插补方法，其特征在于，包括：人机界面模块、程序解释模块、刀具补偿模块、粗插补模块、精插补模块，其中：人机界面模块将待加工零件的数控加工程序传递给程序解释模块，由程序解释模块对数控加工程序进行解释，提取加工路径信息，通过刀具补偿模块进行刀具补偿，得到刀具路径信息，将该路径信息传输到粗插补模块，在插补运算前将相邻线段的转接点附近采用过控制顶点三次B样条曲线进行曲线平滑过渡连接，生成曲率连续的平滑刀具路径，生成的过渡曲线与原始路径的最大偏差值小于或等于系统设定的最大误差值，再对生成曲率连续的平滑刀具路径进行速度规划和插补运算，最后将得到的插补数据输送到精插补模块，精插补模块经过数字积分插补运算，将处理后的数据输送到驱动器驱动数控机床的运动；所述的粗插补模块包括：生成过渡曲线单元、速度规划单元和插补运算单元，根据刀具补偿模块传来的刀具路径信息，将相邻线段的转接点附近采用过控制顶点三次B样条曲线进行曲线平滑过渡连接，生成曲率连续的平滑刀具路径，速度规划单元采用S形加减速模型对生成曲率连续的平滑刀具路径进行速度规划，计算每个插补周期的进给速度，插补运算单元根据速度规划得到的进给速度计算每个插补周期的插补长度，并向参与运动的坐标轴进行分解，伺服轴得到每个插补周期的运动长度；所述的生成过渡曲线单元包括：计算刀具路径中每相邻线段的长度和夹角、根据数控系统允许误差确定线段的转接长度、相邻线段转接线段采用过控制顶点三次B样条曲线进行曲线过渡，过控制顶点三次B样条曲线与线段连接点处的切线与线段方向一致，生成曲率连续的过渡曲线的平滑刀具路径与原始路径的最大偏差值小于数控系统的允许误差值。