[發明專利]一種多軸數控機床刀具運動軌跡驗證裝置

有效

• 申請號: 201110400245.X
• 申請日: 2011-12-05
• 公開（公告）號: CN103135446A
• 公開（公告）日: 2013-06-05
• 發明（設計）人: 郭銳鋒;王鴻亮;邵志香;劉嫻;陳龍
• 申請（專利權）人: 中國科學院沈陽計算技術研究所有限公司
• 主分類號: G05B17/02
• 分類號: G05B17/02
• 代理公司: 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002
• 代理人: 許宗富;周秀梅

1.一種多軸數控機床刀具運動軌跡驗證裝置，用于檢查多軸數控機床的運動控制數據是否滿足工件加工精度的要求，其特征在于，包括：

加工區域模塊，將CAD實體模型數據經處理后，利用空間遞歸八叉分割方法將實體模型空間分割成若干類型的體素，并將體素定義為不同區域的體素；輸入端接收來自刀具運動軌跡模塊的刀具參數；輸出體素位置數據至刀具運動軌跡驗證模塊；輸出本裝置實體模型數據至仿真繪制模塊；

刀具運動軌跡模塊，用于將經過此模塊生成的機器坐標系下的機床運動控制數據轉換為刀具在工件坐標系下的刀具運動軌跡；輸出刀具參數至加工區域模塊；輸出刀具運動軌跡至仿真繪制模塊和刀具運動軌跡驗證模塊；

刀具運動軌跡驗證模塊，用于判斷刀具運動軌跡是否符合加工精度的要求，給出欠切和過切的分析；輸入端接收來自加工區域模塊的體素位置數據；輸入端接收來自刀具運動軌跡模塊的刀具運動軌跡；輸出刀具運動軌跡信息至仿真繪制部件；

仿真繪制模塊，輸入端接收來自加工區域模塊的實體模型數據，輸入端接收來自刀具運動軌跡模塊的刀具運動軌跡；輸入端接收來自刀具運動軌跡驗證模塊的刀具運動軌跡信息。

2.根據權利要求1所述的一種多軸數控機床刀具運動軌跡驗證裝置，其特征在于，所述加工區域模塊包括：

CAD接口部件，用于處理CAD實體模型數據，將存儲在非易失性存儲器中的CAD系統的實體模型數據格式轉化為本裝置的實體模型數據格式，輸出至加工區域劃分部件；

加工區域劃分部件，根據實體模型加工區域的劃分原理，使用空間遞歸八叉分割方法，將實體模型空間分割成若干類型的體素，并將體素定義為加工區域體素、準加工區域體素、過切區域體素和欠切區域體素；通過加工區域數據存儲器輸出體素位置數據至刀具運動軌跡模塊。

3.根據權利要求1所述的一種多軸數控機床刀具運動軌跡驗證裝置，其特征在于，所述刀具運動軌跡模塊包括：

數控加工代碼解析部件，用于負責解析數控加工代碼的指令，描述刀具運動軌跡中的坐標點；接收存儲在非易失性存儲器的數控加工程序文件；輸出刀具運動軌跡中的坐標點至加工數據插補部件；

加工數據插補部件，將數控加工代碼解析部件生成的刀具運動軌跡的坐標點進行密化，根據加工精度生成機器坐標系下的機床運動控制數據至刀具運動軌跡轉換部件；

刀具運動軌跡轉換部件，利用按周期采集的機器坐標系下的機床運動控制數據和使用的刀具參數計算出工件坐標系下刀具的控制點坐標點和刀軸矢量，并將坐標點之間用線段連接構成刀具的運動軌跡，通過刀具運動軌跡緩存器輸出至仿真繪制模塊和刀具運動軌跡驗證模塊。

4.根據權利要求1所述的一種多軸數控機床刀具運動軌跡驗證裝置，其特征在于，所述仿真繪制部件包括：

實體模型繪制部件，以實體模型的三角面片為渲染單位，顯示設計的三維實體模型；輸入端接收來自加工區域模塊的本裝置實體模型數據；輸入端接收來自刀具運動軌跡驗證模塊的刀具運動軌跡信息；

軌跡繪制部件，繪制刀具的運動軌跡，并且用特殊顏色顯示發生欠切和過切的點及其對應的加工平面；輸入端接收來自刀具運動軌跡模塊的刀具運動軌跡；輸入端接收來自刀具運動軌跡驗證模塊的刀具運動軌跡信息。

5.根據權利要求1所述的一種多軸數控機床刀具運動軌跡驗證裝置，其特征在于，所述空間遞歸八叉分割方法包括以下步驟：

步驟1.以包圍盒為根體素，在體素中記錄實體模型三角面片；

步驟2.利用加工區域體素對當前體素進行類型判斷；

步驟3.如果該體素是加工區域體素，進行步驟4；如果該體素不是加工區域體素，則將該體素在空間上等分為八個子體素，進行步驟4；

步驟4.判斷下一個體素；

步驟5.如果空間中存在需要再分割的體素，返回步驟2；如果空間中不存在需要再分割的體素，遞歸八叉分割結束。