一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法技术

本发明专利技术公开了一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法，包括：接收输入的刀具半径r；获取DXF文件中待计算刀具补偿的切割轮廓，所述切割轮廓包括若干个轮廓点，且相邻两个轮廓点之间采用直线或曲线连接，并且按照曲度将曲线分为圆弧和椭圆弧；按轮廓点解析切割轮廓，将切割轮廓拆分为三种类型的片段，三种类型的片段包括直线与直线连接的片段、直线与圆弧连接的片段、以及直线与椭圆弧连接的片段；针对不同类型的片段采用对应的方式进行补偿，得到原始轮廓进行刀具半径补偿后的刀具中心运动轮廓。本发明专利技术补偿方式简单，且根据多种轮廓形状进行分段补偿，适应性广，有效提高切割精度。

A tool radius compensation method based on DXF file

【技术实现步骤摘要】
一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法
本申请属于数控加工
，具体涉及一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法。
技术介绍
随着我国机械制造业、模具制造业的快速发展，铣刀的应用越来越广泛，雕铣的精度要求越来越高，向着高精度方向发展。立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀，立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刀，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。主要用于平面铣削、凹槽铣削、台阶面铣削和仿形铣削。这些加工都要求高精度，这给技术人员的开发带来了很大的难度。刀具半径补偿是数控加工过程的必不可少的一部分，在数控加工中，因为刀具有一定尺寸，刀具中心的运动轨迹与实际轮廓的轨迹不一致，所以需要进行刀具半径补偿，本专利技术针对的是DXF文件和立铣刀这种道具形式，提出的一种刀具半径补偿方法。
技术实现思路
本申请的目的在于提供一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法，补偿方式简单，且根据多种轮廓形状进行分段补偿，适应性广，有效提高切割精度。为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法，所述基于DXF文件的刀具半径补偿方法，包括：步骤1、接收输入的刀具半径r；步骤2、获取DXF文件中待计算刀具补偿的切割轮廓，所述切割轮廓包括若干个轮廓点，且相邻两个轮廓点之间采用直线或曲线连接，并且按照曲度将曲线分为圆弧和椭圆弧；步骤3、按轮廓点解析切割轮廓，根据DXF文件ENTITIES段块中各线条的标志，将切割轮廓拆分为三种类型的片段，三种类型的片段包括直线与直线连接的片段、直线与圆弧连接的片段、以及直线与椭圆弧连接的片段；步骤4、针对不同类型的片段采用对应的方式进行补偿，得到原始轮廓进行刀具半径补偿后的刀具中心运动轮廓；其中，所述直线与椭圆弧连接的片段的补偿方式如下：已知待补偿片段的轨迹为线段DC和椭圆弧CB，且椭圆弧CB的圆心在DXF文件中的坐标为(m，n)，椭圆弧CB的长半轴为a，椭圆弧CB的短半轴为b；根据线段DC偏置刀具半径r后得到补偿轨迹为线段D′C′，以椭圆圆心坐标(m，n)、长半轴为a+r、短半轴为b+r作椭圆弧的预补偿轨迹，椭圆弧的预补偿轨迹与线段D′C′相交于点C′；过B点作椭圆弧CB的切线得到PQ，过B点作PQ的垂线与椭圆弧的预补偿轨迹相交于B′，得到椭圆弧CB偏置刀具半径r后的补偿轨迹为椭圆弧C′B′；根据已知的D点、C点和B点在DXF文件中的坐标，求解得到D′点、C′点和B′点的坐标，并根据椭圆弧圆心坐标(m，n)、长半轴为a+r、短半轴为b+r可以求得椭圆弧C′B′的方程，其中C′点是椭圆弧的起点，B′点是椭圆弧的终点，根据D′点和C′点的坐标得到线段D′C′的方程，更新DXF文件，得到刀具补偿后的轨迹为线段D′C′和椭圆弧C′B′。作为优选，所述直线与圆弧连接的片段的补偿方式如下：已知待补偿片段的轨迹为线段CD、圆弧DE和线段EF，且圆弧DE的半径为R，圆心为D″；根据线段CD偏置刀具半径r后得到补偿轨迹线段C′D′，根据线段EF偏置刀具半径r后得到补偿轨迹线段E′F′；以圆心D″、半径R+r作圆弧的预补偿轨迹，圆弧的预补偿轨迹与线段C′D′相交于点D′，圆弧的预补偿轨迹与线段EF′相交于点E＇，得到圆弧DE偏置刀具半径r后的补偿轨迹圆弧D′E′；根据已知的C点、D点、E点、F点在DXF文件中的坐标，过C点向轮廓外作垂线并取半径为r的点C′，已知线段CD的斜率，求平行于CD线段且起点为C′点的补偿后直线方程；并且根据圆心D″、半径R+r得到圆弧D＇E＇的方程，联立求得的线段CD补偿后的方程得到D＇和E＇点的坐标，根据C＇点和D＇点的坐标得到线段C＇D＇的方程，F＇点的求解和C＇点相同，根据E＇点和F＇点的坐标得到线段E＇F＇的方程，更新DXF文件，得到刀具补偿后的轨迹为线段C＇D＇、圆弧D′E′和线段E′F′。作为优选，所述直线与直线连接的片段的补偿方式如下：已知待补偿片段的轨迹为线段BA和线段AJ，且两线段的夹角∠BAJ＝α，线段B′M为线段BA偏置刀具半径r后的刀具中心轨迹，线段NJ＇为线段AJ偏置刀具半径r后的刀具中心轨迹，BB＇、AM、AN、JJ＇为刀具半径矢量；延长线段B＇M和线段NJ＇相交于点A＇，令A′M＝A′N＝μ；根据已知的A点DXF文件坐标(X，Y)求解点A′的DXF文件坐标如下：X′＝X-μ＝X-r×tan(90°-α/2)Y′＝Y+r其中，X＇，Y＇为点A＇的DXF文件坐标；求解M点DXF文件坐标如下(Xm，Ym)：Xm＝X-r×cos(α-90°)Ym＝Y+r×sin(α-90°)同理可求得其他点B′、N、J′的DXF文件坐标，根据A′点、B′点、J′点的坐标得到线段B＇A′和线段A′J′的方程，更新DXF文件，得到刀具补偿后的轨迹为线段B＇A＇和线段A′J′。本申请提供的基于DXF文件的刀具半径补偿方法，为了克服现有的切割精度低的情况，提供一种有效的刀具补偿方式；并且在进行补偿时，将待补偿的轮廓分为多种类型，根据不同类型有针对性的进行补偿，不仅可提高补偿效果，同时也使得本申请的补偿方法涵盖面广，适应性强，能够满足大部分轮廓补偿所需；同时可根据不同的刀具半径得到不同的补偿结果，灵活性高，有效避免了切割过程中切割精度低，材料浪费的现象。附图说明图1为本申请的基于DXF文件的刀具半径补偿方法的流程图；图2为切割轮廓的一种实施例示意图；图3为直线与椭圆弧连接的片段的一种实施例示意图；图4为直线与圆弧连接的片段的一种实施例示意图；图5为直线与直线连接的片段的一种实施例示意图。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是在于限制本申请。如图1所示，其中一个实施例中，提供一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法。本实施例中的基于DXF文件的刀具半径补偿方法，包括以下步骤：步骤1、接收输入的刀具半径r。本实施例的刀具半径补偿方法，刀具半径作为唯一的输入量，即可实现根据不同的刀具半径进行有针对性的补偿。本实施例中为了与DXF文件对应，避免单位换算，刀具半径输入单位取mm。步骤2、获取DXF文件中待计算刀具补偿的切割轮廓，如图2所示，切割轮廓包括若干个轮廓点，且相邻两个轮廓点之间采用直线或曲线连接，并且按照曲度将曲线分为圆弧和椭圆弧。步骤3、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法，其特征在于，所述基于DXF文件的刀具半径补偿方法，包括：/n步骤1、接收输入的刀具半径r；/n步骤2、获取DXF文件中待计算刀具补偿的切割轮廓，所述切割轮廓包括若干个轮廓点，且相邻两个轮廓点之间采用直线或曲线连接，并且按照曲度将曲线分为圆弧和椭圆弧；/n步骤3、按轮廓点解析切割轮廓，根据DXF文件ENTITIES段块中各线条的标志，将切割轮廓拆分为三种类型的片段，三种类型的片段包括直线与直线连接的片段、直线与圆弧连接的片段、以及直线与椭圆弧连接的片段；/n步骤4、针对不同类型的片段采用对应的方式进行补偿，得到原始轮廓进行刀具半径补偿后的刀具中心运动轮廓；/n其中，所述直线与椭圆弧连接的片段的补偿方式如下：/n已知待补偿片段的轨迹为线段DC和椭圆弧CB，且椭圆弧CB的圆心在DXF文件中的坐标为(m,n)，椭圆弧CB的长半轴为a，椭圆弧CB的短半轴为b；/n根据线段DC偏置刀具半径r后得到补偿轨迹为线段D′C′，以椭圆圆心坐标(m,n)、长半轴为a+r、短半轴为b+r作椭圆弧的预补偿轨迹，椭圆弧的预补偿轨迹与线段D′C′相交于点C′；/n过B点作椭圆弧CB的切线得到PQ，过B点作PQ的垂线与椭圆弧的预补偿轨迹相交于B′，得到椭圆弧CB偏置刀具半径r后的补偿轨迹为椭圆弧C′B′；/n根据已知的D点、C点和B点在DXF文件中的坐标，求解得到D′点、C′点和B′点的坐标，并根据椭圆弧圆心坐标(m,n)、长半轴为a+r、短半轴为b+r可以求得椭圆弧C′B′的方程，其中C′点是椭圆弧的起点，B′点是椭圆弧的终点，根据D′点和C′点的坐标得到线段D′C′的方程，更新DXF文件，得到刀具补偿后的轨迹为线段D′C′和椭圆弧C′B′。/n...

【技术特征摘要】
1.一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法，其特征在于，所述基于DXF文件的刀具半径补偿方法，包括：
步骤1、接收输入的刀具半径r；
步骤2、获取DXF文件中待计算刀具补偿的切割轮廓，所述切割轮廓包括若干个轮廓点，且相邻两个轮廓点之间采用直线或曲线连接，并且按照曲度将曲线分为圆弧和椭圆弧；
步骤3、按轮廓点解析切割轮廓，根据DXF文件ENTITIES段块中各线条的标志，将切割轮廓拆分为三种类型的片段，三种类型的片段包括直线与直线连接的片段、直线与圆弧连接的片段、以及直线与椭圆弧连接的片段；
步骤4、针对不同类型的片段采用对应的方式进行补偿，得到原始轮廓进行刀具半径补偿后的刀具中心运动轮廓；
其中，所述直线与椭圆弧连接的片段的补偿方式如下：
已知待补偿片段的轨迹为线段DC和椭圆弧CB，且椭圆弧CB的圆心在DXF文件中的坐标为(m,n)，椭圆弧CB的长半轴为a，椭圆弧CB的短半轴为b；
根据线段DC偏置刀具半径r后得到补偿轨迹为线段D′C′，以椭圆圆心坐标(m,n)、长半轴为a+r、短半轴为b+r作椭圆弧的预补偿轨迹，椭圆弧的预补偿轨迹与线段D′C′相交于点C′；
过B点作椭圆弧CB的切线得到PQ，过B点作PQ的垂线与椭圆弧的预补偿轨迹相交于B′，得到椭圆弧CB偏置刀具半径r后的补偿轨迹为椭圆弧C′B′；
根据已知的D点、C点和B点在DXF文件中的坐标，求解得到D′点、C′点和B′点的坐标，并根据椭圆弧圆心坐标(m,n)、长半轴为a+r、短半轴为b+r可以求得椭圆弧C′B′的方程，其中C′点是椭圆弧的起点，B′点是椭圆弧的终点，根据D′点和C′点的坐标得到线段D′C′的方程，更新DXF文件，得到刀具补偿后的轨迹为线段D′C′和椭圆弧C′B′。


2.如权利要求1所述的基于DXF文件的刀具半径补偿方法，其特征在于，所述直线与圆弧连接的片段的补偿方式如下：
已知待补偿片段的轨迹为线段CD、圆弧DE和线段EF，且圆弧DE的半径为R，圆心为D″；
根据线...

【专利技术属性】
技术研发人员：董辉，郭晨朝，李华昌，吴祥，仲济磊，邹立，
申请(专利权)人：浙江工业大学，
类型：发明
国别省市：浙江;33