面向光顺加工的数控加工轨迹处理方法技术

本发明专利技术公开了一种面向光顺加工的数控加工轨迹处理方法，所述方法包括以下步骤：S1、遍历整条加工轨迹上的所有小线段，进行插值子区间的判定；S2、对插值子区间内的小线段，采用圆弧插值的方法进行插值计算；S3、遍历整条加工轨迹上的所有小线段，进行光顺滤波子区间的判定；S4、对需要进行光顺滤波的各个拐角采用滑动滤波技术进行滤波。本发明专利技术能满足数控系统实时性的要求，以及光顺加工对加工轨迹的特殊要求。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种，所述方法包括以下步骤：S1、遍历整条加工轨迹上的所有小线段，进行插值子区间的判定；S2、对插值子区间内的小线段，采用圆弧插值的方法进行插值计算；S3、遍历整条加工轨迹上的所有小线段，进行光顺滤波子区间的判定；S4、对需要进行光顺滤波的各个拐角采用滑动滤波技术进行滤波。本专利技术能满足数控系统实时性的要求，以及光顺加工对加工轨迹的特殊要求。【专利说明】
本专利技术涉及数控加工轨迹处理
，特别是涉及一种。
技术介绍
不同的加工类型对数控加工的要求也不同，如木工雕刻加工中大多追求最快的加工速度，对加工精度和加工表面的光洁度要求较低；在精密仪器配件的加工中则更看重加工精度，会在加工的过程中牺牲一定的速度以换取更高的加工精度；然而，在部分模件的加工过程中，加工表面的光洁度则是其最重要的评价指标。通常，加工速度、精度和表面光洁度是三个互斥的评价指标。因此，为了提高其中某个指标的性能，往往需要牺牲其他两个指标的性能。为了解决该问题，已有部分针对加工效率优先和加工精度优先的数控加工方案提出。但是，现有的数控加工中对表面光洁度加工优先加工模式的支持较少，光洁度的保证主要还是靠加工后期的抛光来完成的。显然，手工抛光速度相对较慢，这严重影响了加工效率。在数控加工中，待加工模件的表面一般是由若干平面和自由曲面组合而成的，而数控机床只能控制刀具完成点到点的运动。因此，当在CAD中完成对待加工模件的建模后，需要首先将其送入CAM系统，将待曲面离散成数控系统能够识别的待加工轨迹，即完成路径规划操作，然后再将生成的加工轨迹送入数控系统中完成加工。CAM系统完成加工路径规划时最常用的方法是等残余高度法，它的主要思想是根据给定的最大残余高度(公差)和刀具半径，用一系列的刀具路径去覆盖整个加工曲面。当对加工表面的光洁度要求较高时，一般会设置较小的最大残余高度，提高加工精度的方法来改善加工表面的光洁度。在这种设置下，生成的总路径长度变长，单条小线段的长度变短。然而，提高加工表面的精度虽然有助于改善加工表面的光顺性，但是光顺与精度并不是两个等价的概念。表面的加工精度是指加工表面上的最大残余高度，而光顺则更多地体现在加工路径上小线段间拐角的平滑过渡。因此，针对上述技术问题，需要提出一种，从而得到更为光洁的零件加工表面。
技术实现思路
有鉴于此，为了解决现有对光顺加工研究的不足，本专利技术将针对现有数控加工路径不满足光顺加工条件这一问题，研究数控加工路径的光顺预处理问题，通过引入圆弧插值技术和滑动滤波技术，提供了一种。为了实现上述目的，本专利技术实施例提供的技术方案如下: 一种，所述方法包括以下步骤:S1、遍历整条加工轨迹上的所有小线段，进行插值子区间的判定；S2、对插值子区间内的小线段，采用圆弧插值的方法进行插值计算。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤SI具体包括:S11、遍历整条加工轨迹上的小线段；S12、设定最短插值小线段长度；S13、判断当前所遍历到的小线段长度是否大于所设定的最短插值小线段长度，如果是，则执行S14;否则，执行S18;S14、设定最大拐角；S15、判断小线段终点处的拐角大小是否小于所设定的最大拐角，如果是，则执行S16 ;否则，执行S18 ；S16、将该小线段加入到插值子区间中； S17、得到需要插值计算的小线段集合；S18、得到不需要插值计算的小线段集合。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S2具体包括:S21、获取插值子区间内的小线段；S22、用一段圆弧逼近原有的小线段；S23、判断圆弧的方向；S24、求出圆弧的表达式；S25、求出插值圆弧的表达式；S26、在圆弧上进行插值计算，求出插值点。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S2后还包括:S3、遍历整条加工轨迹上的所有小线段，进行光顺滤波子区间的判定；S4、对需要进行光顺滤波的各个拐角采用滑动滤波技术进行滤波。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S3具体为:S31、遍历每条路径上的轨迹点；S32、按照小线段间的方向变化应满足一致性的原则将整条加工轨迹划分成若干个子区间；S33、判断子区间内是否至少存在两条相邻小线段之间的拐角小于预设值，如果是，则执行S34 ;否则，执行S35 ；S34、得到需要光顺滤波的子区间的集合；S35、得到不需要光顺滤波的子区间的集合。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S4具体为:S41、设置滑动窗口 Nw;S42、求出本周期滑动滤波的结果输出；S43、对小线段角度的变化采用滑动平均滤波器进行滤波。作为本专利技术的进一步改进，所述步骤S42中对于滤波子区间上的第i条小线段，输出结果为.风:^^丨，且Nj满足Nj=Hiin (i+Nw，N)，其中，N为小线段的条数。 M本专利技术的，将滑动滤波技术与插值技术引入到数控加工路径的光顺处理问题中，在不将小线段所组成的加工路径拟合成曲线的基础上，设计一种实现加工路径上相邻小线段间拐角连续变化的光顺路径预处理机制。针对具有不同特点的加工轨迹，采用不同的预处理方法。例如，对于单条小线段较长的加工轨迹，采用插值的方式，而对于单条小线段较短的加工轨迹，则进一步采用滑动滤波的方式来减少小角度的轨迹点过渡，满足数控系统实时性的要求，增强光顺处理功能的适应性。【专利附图】【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术一【具体实施方式】中的流程图；图2为本专利技术第一实施方式中步骤SI插值子区间判定方法的具体流程图；图3为本专利技术第一实施方式中步骤S2插值计算过程的具体流程图；图4为本专利技术二【具体实施方式】中的流程图；图5为本专利技术第二实施方式中步骤S3光顺滤波子区间判定方法的具体流程图；图6为本专利技术第二实施方式中步骤S4光顺滤波过程的具体流程图；图7为圆弧方向的两种可能性的不意图，其中，图7 (a)为上圆弧的不意图，图7(b)为下圆弧的示意图；图8为计算插值圆弧表达式的辅助线示意图；图9为在圆弧上插值计算、求出插值点的示意图；图10为滑动平均滤波器的模块示意图。【具体实施方式】为了使本
的人员更好地理解本专利技术中的技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都应当属于本专利技术保护的范围。为了解决现有对光顺加工研究的不足，在上述对光顺加工造成的影响的诸多因素中，本专利技术将着重考虑单条加工路径不满足光顺加工条件这一问题，研究数控加工路径的光顺预处理问题，提供了一种面向光顺加工的数控运动轨迹处理方法。参图1所示，本专利技术第一实施方式中，包括以下步骤:S1、遍历整条加工轨迹上的所有小线段，进行插值子区间的判定；S2、对插值子区间内的小线段，采用圆弧插值的方法进行插值计算。下面首先对本专利技术实施方式步骤SI所提供的一种插值子区间判定的方法进行介绍。当加工采用NURBS曲线所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种面向光顺加工的数控加工轨迹处理方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：S1、遍历整条加工轨迹上的所有小线段，进行插值子区间的判定；S2、对插值子区间内的小线段，采用圆弧插值的方法进行插值计算。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：黄河，孙玉娥，徐伟，卜霄菲，李凡长，杨季文，
申请(专利权)人：苏州大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32