本发明专利技术提供一种微小线段的轨迹光顺方法、介质及机床数控设备，所述微小线段的轨迹光顺方法包括获取工件加工轨迹上的数据点，对所述数据点进行连续微段识别，以确定适合进行曲线拟合的数据点，并将其构成的轨迹作为连续微段；对所述连续微段进行预处理，以通过轨迹坏点的处理对所述连续微段进行优化；对优化后的连续微段进行样条拟合，获得B样条轨迹，并对相邻的两条所述B样条轨迹进行插值处理，以通过所述B样条轨迹对所述微小线段进行平滑处理。本发明专利技术提供了一种将微小线段拟合成三次B样条曲线的算法，拟合后的B样条轨迹比原微小线段组成的轨迹更加平滑，从而提高工件表面的加工质量，使速度平滑，加速度连续，提高工件加工效率。率。率。
【技术实现步骤摘要】
微小线段的轨迹光顺方法、介质及机床数控设备
[0001]本专利技术属于五轴加工的
，涉及一种曲面加工方法，特别是涉及一种微小线段的轨迹光顺方法、介质及机床数控设备。
技术介绍
[0002]在现有的数控加工技术中，一般采用线段来描述加工路径，针对曲率较大的曲面处为了逼近工件原始形状，需要大量的微小线段来描述，若对大量的微下线段进行直接加工，系统需要频繁地加减速，从而导致速度、加速度的波动，影响工件表面的加工质量和工件加工效率。解决该问题的一种方案是用样条曲线重新描述待加工轨迹路径，即进行轨迹光顺。但目前使用大量的微小线段来描述曲面的轨迹光顺方法，在速度曲线的光滑性和加工工件表面光洁度上有待进一步提高。
[0003]因此，如何提供一种微小线段的轨迹光顺方法、介质及机床数控设备，以解决现有技术无法对工件曲率较大的曲面进行加工时保证速度曲线的高度光滑以及工件表面较高的光洁度等缺陷，成为本领域技术人员亟待解决的技术问题。
技术实现思路
[0004]鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种微小线段的轨迹光顺方法、介质及机床数控设备，用于解决现有技术无法对工件曲率较大的曲面进行加工时保证速度曲线的高度光滑以及工件表面较高的光洁度的问题。
[0005]为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术一方面提供一种微小线段的轨迹光顺方法，所述微小线段的轨迹光顺方法包括：获取工件加工轨迹上的数据点，对所述数据点进行连续微段识别，以确定适合进行曲线拟合的数据点，并将其构成的轨迹作为连续微段；对所述连续微段进行预处理，以通过轨迹坏点的处理对所述连续微段进行优化；对优化后的连续微段进行样条拟合，获得B样条轨迹，并对相邻的两条所述B样条轨迹进行插值处理，以通过所述B样条轨迹对所述微小线段进行平滑处理。
[0006]于本专利技术的一实施例中，所述获取工件加工轨迹上的数据点，对所述数据点进行连续微段识别的步骤包括：确定所述数据点构成的各个相邻轨迹段之间的欧氏距离和角度；将所述欧氏距离小于第一预设阈值，且所述角度小于第二预设阈值所对应的轨迹段作为所述连续微段。
[0007]于本专利技术的一实施例中，所述对所述连续微段进行预处理，以通过轨迹坏点的处理对所述连续微段进行优化的步骤包括：通过所述连续微段中数据点与待加工模型曲面间的对应关系，对所述轨迹坏点进行优化处理。
[0008]于本专利技术的一实施例中，所述对优化后的连续微段进行样条拟合，获得B样条轨迹，并对相邻的两条所述B样条轨迹进行插值处理的步骤包括：判断所述连续微段的数据点个数是否小于预设个数阈值；若是，对所述连续微段的所有数据点进行拟合；若否，则将所述预设个数阈值作为数据点的拟合个数，由所述连续微段的所有数据点中选取数量为所述
拟合个数的数据点进行拟合。
[0009]于本专利技术的一实施例中，所述数据点拟合的步骤包括：计算所述数据点的节点参数，并根据所述节点参数确定三次B样条的节点向量；结合所述节点参数和所述节点向量确定三次B样条的控制点；计算所述控制点对应的三次B样条曲线的拟合误差，并通过所述拟合误差的判断确定成功拟合的数据点，以形成一条三次B样条曲线；对该条三次B样条曲线之后的数据点进行另一三次B样条曲线的拟合，以形成另一条三次B样条曲线；通过三次贝塞尔曲线将相邻的两条三次B样条曲线进行衔接处理。
[0010]于本专利技术的一实施例中，所述结合所述节点参数和所述节点向量确定三次B样条的控制点的步骤包括：根据所述节点参数和所述节点向量计算基函数矩阵；结合所述基函数矩阵和所述数据点构成的矩阵确定控制点矩阵，所述控制点矩阵中包含所述三次B样条的控制点。
[0011]于本专利技术的一实施例中，所述计算所述控制点对应的三次B样条曲线的拟合误差，并通过所述拟合误差的判断确定成功拟合的数据点，以形成一条三次B样条曲线的步骤包括：判断所述拟合误差是否大于拟合误差阈值；若是，于所述连续微段中减少一个数据点，重新计算所述控制点对应的三次B样条曲线的拟合误差，直至重新计算的拟合误差满足拟合精度要求为止；若否，判定所述拟合误差满足拟合精度要求，拟合生成所述一条三次B样条曲线。
[0012]于本专利技术的一实施例中，所述通过三次贝塞尔曲线将相邻的两条三次B样条曲线进行衔接处理的步骤包括：根据所述一条三次B样条曲线的后两个控制点、所述另一条三次B样条曲线的前两个控制点以及所述三次贝塞尔曲线的控制点，将相邻的两条三次B样条曲线进行衔接处理。
[0013]本专利技术另一方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的微小线段的轨迹光顺方法。
[0014]本专利技术最后一方面提供一种机床数控设备，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述机床数控设备执行所述的微小线段的轨迹光顺方法。
[0015]如上所述，本专利技术所述的微小线段的轨迹光顺方法、介质及机床数控设备，具有以下有益效果：
[0016](1)本专利技术B样条轨迹偏差可控：采用最小二乘法逼近原始数据点，提高工件表面的光滑度并保证偏差可控，其节点向量的计算符合工程实际，该方式下拟合的B样条曲线形状合理，曲线拟合成功率高。
[0017](2)Bezier曲线偏差轨迹可控，可用偏差限制直接反推3次bezier曲线的控制点。
[0018](3)拟合曲线内部二阶连续：三次B样条曲线和三次Bezier曲线均为G2连续。拟合出的曲线轨迹保证了加工速度的平滑和加速度的连续，避免了机床速度和加速度的突变。可有效提高工件表面质量和加工效率。
[0019](4)曲线衔接处一阶连续：三次B样条曲线和三次Bezier曲线衔接处为G1连续。曲线衔接处保证速度连续，可有效提高工件表面质量和加工效率。
附图说明
[0020]图1显示为本专利技术的微小线段的轨迹光顺方法于一实施例中的原理流程图。
[0021]图2显示为本专利技术的微小线段的轨迹光顺方法于一实施例中的连续微段示意图。
[0022]图3显示为本专利技术的微小线段的轨迹光顺方法于一实施例中的拟合判断原理图。
[0023]图4显示为本专利技术的微小线段的轨迹光顺方法于一实施例中的数据点拟合流程图。
[0024]图5显示为本专利技术的微小线段的轨迹光顺方法于一实施例中的曲线拟合效果图。
[0025]图6显示为本专利技术的微小线段的轨迹光顺方法于一实施例中的实际加工效果图。
[0026]图7显示为本专利技术的机床数控设备设备于一实施例中的结构连接示意图。
[0027]元件标号说明
[0028]7ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
机床数控设备
[0029]71
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
处理器
[0030]72
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
存储器
[0031]S11～S13
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步骤
[0032]S131～S1本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种微小线段的轨迹光顺方法，其特征在于，所述微小线段的轨迹光顺方法包括：获取工件加工轨迹上的数据点，对所述数据点进行连续微段识别，以确定适合进行曲线拟合的数据点，并将其构成的轨迹作为连续微段；对所述连续微段进行预处理，以通过轨迹坏点的处理对所述连续微段进行优化；对优化后的连续微段进行样条拟合，获得B样条轨迹，并对相邻的两条所述B样条轨迹进行插值处理，以通过所述B样条轨迹对所述微小线段进行平滑处理。2.根据权利要求1所述的微小线段的轨迹光顺方法，其特征在于，所述获取工件加工轨迹上的数据点，对所述数据点进行连续微段识别的步骤包括：确定所述数据点构成的各个相邻轨迹段之间的欧氏距离和角度；将所述欧氏距离小于第一预设阈值，且所述角度小于第二预设阈值所对应的轨迹段作为所述连续微段。3.根据权利要求1所述的微小线段的轨迹光顺方法，其特征在于，所述对所述连续微段进行预处理，以通过轨迹坏点的处理对所述连续微段进行优化的步骤包括：通过所述连续微段中数据点与待加工模型曲面间的对应关系，对所述轨迹坏点进行优化处理。4.根据权利要求1所述的微小线段的轨迹光顺方法，其特征在于，所述对优化后的连续微段进行样条拟合，获得B样条轨迹，并对相邻的两条所述B样条轨迹进行插值处理的步骤包括：判断所述连续微段的数据点个数是否小于预设个数阈值；若是，对所述连续微段的所有数据点进行拟合；若否，则将所述预设个数阈值作为数据点的拟合个数，由所述连续微段的所有数据点中选取数量为所述拟合个数的数据点进行拟合。5.根据权利要求4所述的微小线段的轨迹光顺方法，其特征在于，所述数据点拟合的步骤包括：计算所述数据点的节点参数，并根据所述节点参数确定三次B样条的节点向量；结合所述节点参数和所述节点向量确定三次B样条的控制点；计算所述控制点对应的三次B样条曲线的拟合误差，并通过所述拟合误差的判断确定成...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱志浩，朱蓓，赵建华，黄云鹰，曾鹏，邱明勇，
申请(专利权)人：沈机上海智能系统研发设计有限公司，
类型：发明
国别省市：
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