本申请涉及一种机床极坐标转换控制方法、系统、装置及存储介质，其属于数控技术领域，该方法包括：获取配置数据，配置数据包括加工线型、初始进给速度和加工区域；根据加工线型、初始进给速度和加工区域计算得到加工子区域及每一个加工子区域对应的插补坐标；根据加工子区域及每一个加工子区域对应的插补坐标，计算得到每一个加工子区域中，进给速度方向、插补坐标和极点连线的方向形成的角度，以及插补坐标与极点的距离；根据角度和距离计算得到刀具的实时进给速度；依据加工子区域及每一个加工子区域对应的插补坐标和刀具的实时进给速度，实现对数控机床的加工轨迹进行平滑处理，以提升工件的加工质量。
【技术实现步骤摘要】
本申请涉及数控，尤其是涉及一种机床极坐标转换控制方法、系统、装置及存储介质。
技术介绍
1、在数控机床和自动化系统中，极坐标插补是一种常用的路径生成方法，其用于控制工具或工件在极坐标系下的运动，如机械加工、切割、雕刻和打磨等均涉及极坐标插补。
2、如图1所示，在工件的x、z、c坐标系中，通过x、c两轴联动，形成虚拟的正交笛卡尔x、y、z坐标系，通过该坐标系来完成通用的插补加工数控程序的编制。在正交笛卡尔轨迹平面中的极点（x=0且y=0）附近，轨迹轴x,y位置的较小变化通常会导致旋转轴c的位置的较大变化，所以当靠近极点进行加工时，c轴的速度会变大，有可能造成c轴过载。
3、当前，解决极点附近c轴过载的方法有禁止在极点区域附近加工，即禁止刀具中心点进入极点区域附近，但由于刀具加工不到极点区域，所以存在加工盲区，产品质量得不到保障。还有一种解决方法是在极值区域限制最大加工速度，对c轴的进给速度进行约束，但这种方式需要对加工轨迹进行平滑处理，避免在极值区域直接降速导致加工路径突变和不连续性，从而引起振动、加工误差和表面粗糙度增加，导致加工质量得不到保障。
技术实现思路
1、为了实现对数控机床的加工轨迹进行平滑处理，提升工件的加工质量，本申请提供一种机床极坐标转换控制方法、系统、装置及存储介质。
2、在本申请的第一方面，提供了一种机床极坐标转换控制方法。该方法包括：
3、获取配置数据，所述配置数据包括加工线型、初始进给速度以及加工区域；
4、根据所述加工线型、所述初始进给速度和所述加工区域计算得到加工子区域及每一个加工子区域对应的插补坐标；
5、根据所述加工子区域及所述每一个加工子区域对应的插补坐标，计算得到所述每一个加工子区域中，进给速度方向、插补坐标和极点连线的方向形成的角度，以及插补坐标与极点的距离；
6、根据所述角度和所述距离计算得到刀具的实时进给速度；
7、根据所述加工子区域及所述每一个加工子区域对应的插补坐标和所述刀具的实时进给速度生成加工路径数据。
8、通过采用上述技术方案，首先，依据配置数据计算得到加工子区域及每一个加工子区域对应的插补坐标，然后模拟刀具在每一个加工子区域中，刀具移动到不同的加工子区域对应的插补坐标时的实时进给速度，从而避免刀具在实际加工过程中，因到达极点而造成的c轴飞车的问题，从而保障加工所得的工件的质量。
9、在一种可能的实现方式中：所述配置数据还包括c轴最大速度和x轴最大速度；
10、所述根据所述角度和所述距离计算得到刀具的实时进给速度，包括：
11、当所述距离大于距离阈值时，所述刀具的实时进给速度满足：
12、vcmax*cot(θ)>vxmax:vmax=vxmax/cos(θ)，
13、vcmax*cot(θ)≤vxmax:vmax=vcmax*π/180*r/sin(θ)，
14、其中，θ为所述角度，vcmax为所述c轴最大速度，vxmax为x轴最大速度，vmax为所述实时进给速度。
15、通过采用上述技术方案，当距离大于距离阈值时，说明刀具没有进入极值区域，即刀具距离极点的距离比较远，此时以实时进给最大速度作为实时进给速度，从而保障加工的效率。
16、在一种可能的实现方式中：所述配置数据还包括x轴最大速度；
17、所述根据所述角度和所述距离计算得到刀具的实时进给速度，包括：
18、当所述距离大于距离阈值时，以所述初始进给速度和x轴最大速度中的较小一方作为所述刀具的实时进给速度。
19、通过采用上述技术方案，当距离大于距离阈值时，说明刀具没有进入极值区域，即刀具距离极点的距离比较远，所以此时以初始进给速度和x轴最大速度中的较小一方作为实时进给速度，以能够达到配置的需求的同时，还能够保障刀具的加工效率。
20、在一种可能的实现方式中：所述配置数据还包括最小进给速度；
21、所述根据所述角度和所述距离计算得到刀具的实时进给速度，包括：
22、当所述距离小于或者等于距离阈值时，所述刀具的实时进给速度为最小进给速度。
23、通过采用上述技术方案，当距离小于或者等于距离阈值时，说明刀具进入极值区域，即刀具距离极点的距离比较近，此时刀具的实时进给速度为最小进给速度，以降低刀具的进给速度，从而避免c轴飞车问题，进而保障加工所得的工件的质量。
24、在一种可能的实现方式中：所述根据所述加工线型、所述初始进给速度和所述加工区域计算得到加工子区域及每一个加工子区域对应的插补坐标，包括：
25、以待加工工件的x轴和c轴将所述待加工工件划分为第一象限、第二象限、第三象限和第四象限；
26、将所述加工区域分别落入所述第一象限、第二象限、第三象限和第四象限中的部分加工区域确定为加工子区域；
27、将所述每一个加工子区域的坐标转换到所述刀具的轨迹坐标上，得到每一个加工子区域对应的插补坐标。
28、在一种可能的实现方式中：通过如下计算公式将所述每一个加工子区域的坐标转换到所述刀具的轨迹坐标上：
29、,
30、;
31、其中，x和c表示与所述加工子区域对应的插补坐标，所述c和x表示所述加工子区域的坐标。
32、通过采用上述技术方案，通过将每一个加工子区域的坐标转换到刀具的轨迹坐标上得到插补坐标，从而为刀具在直角坐标系下对待加工工件进行插补操作提供技术支持。
33、在一种可能的实现方式中：所述方法还包括：
34、当所述刀具在所述第一象限上的插补坐标和所述第三象限上的插补坐标之间切换，或者在所述第二象限上的插补坐标和所述第四象限上的插补坐标之间切换时，在c轴的角度上加上或者减去180°。
35、通过采用上述技术方案，当刀具在第一象限上的插补坐标和第三象限上的插补坐标之间切换或者在第二象限上的插补坐标和第四象限上的插补坐标之间切换时，c轴均存在无法调整的偏差，为此，本申请自动调整控制c轴转动的g代码，具体为自动在c轴的角度上加上或者减去180°，从而消除偏差，避免出现c轴飞车问题，保障加工所得的工件的质量。
36、在本申请的第二方面，提供了一种机床极坐标转换控制系统。该系统包括：
37、数据获取模块，用于获取配置数据，所述配置数据包括加工线型、初始进给速度以及加工区域；
38、第一计算模块，用于根据所述加工线型、所述初始进给速度和所述加工区域计算得到加工子区域及每一个加工子区域对应的插补坐标：
39、数据处理模块，用于根据所述加工子区域及所述每一个加工子区域对应的插补坐标，计算得到所述每一个加工子区域中，进给速度方向、插补坐标和极点连线的方向形成的角度，以及插补坐标与极点的距离；
40、第二计算模块，用于根据所述角度和所述本文档来自技高网
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【技术保护点】
1.一种机床极坐标转换控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的机床极坐标转换控制方法，其特征在于，所述配置数据还包括C轴最大速度和X轴最大速度；
3.根据权利要求1所述的机床极坐标转换控制方法，其特征在于，所述配置数据还包括X轴最大速度；
4.根据权利要求1所述的机床极坐标转换控制方法，其特征在于，所述配置数据还包括最小进给速度；
5.根据权利要求1所述的机床极坐标转换控制方法，其特征在于，所述根据所述加工线型、所述初始进给速度和所述加工区域计算得到加工子区域及每一个加工子区域对应的插补坐标，包括：
6.根据权利要求5所述的机床极坐标转换控制方法，其特征在于，所述将所述每一个加工子区域的坐标转换到所述刀具(10)的轨迹坐标上，得到每一个加工子区域对应的插补坐标，包括：
7.根据权利要求5所述的机床极坐标转换控制方法，其特征在于，所述方法还包括：
8.一种机床极坐标转换控制系统，其特征在于，包括：
9.一种机床极坐标转换控制装置，其特征在于，包括存储器和处理器，所述存储器上存储有计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的方法。
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【技术特征摘要】
1.一种机床极坐标转换控制方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的机床极坐标转换控制方法，其特征在于，所述配置数据还包括c轴最大速度和x轴最大速度；
3.根据权利要求1所述的机床极坐标转换控制方法，其特征在于，所述配置数据还包括x轴最大速度；
4.根据权利要求1所述的机床极坐标转换控制方法，其特征在于，所述配置数据还包括最小进给速度；
5.根据权利要求1所述的机床极坐标转换控制方法，其特征在于，所述根据所述加工线型、所述初始进给速度和所述加工区域计算得到加工子区域及每一个加工子区域对应的插补坐标，包括：
6.根据权利要求5所述的机床...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐忠利，庞建军，刘晓龙，
申请(专利权)人：超同步股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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