[發明專利]基于數控系統的刀具半徑補償的矢量計算方法

無效

• 申請號: 201310025415.X
• 申請日: 2013-01-24
• 公開（公告）號: CN103076761A
• 公開（公告）日: 2013-05-01
• 發明（設計）人: 聶明星;蔣新華;陳青霞;陳興武;邵明;李光煬
• 申請（專利權）人: 福建工程學院
• 主分類號: G05B19/404
• 分類號: G05B19/404
• 代理公司: 福州市鼓樓區京華專利事務所(普通合伙) 35212
• 代理人: 宋連梅

【技術領域】

本發明屬于數控技術領域，具體是涉及數控系統中刀具半徑補償的矢量計算方法。

【背景技術】

數控系統是數字控制系統（Numerical?Control?System）的簡稱，根據計算機存儲器中存儲的控制程序，執行部分或全部數值控制功能，并配有接口電路和伺服驅動裝置的專用計算機系統。通過利用數字、文字和符號組成的數字指令來實現一臺或多臺機械設備動作控制，它所控制的通常是位置、角度、速度等機械量和開關量。20世紀70年代以后，分離的硬件電子元件逐步由集成度更高的計算機處理器代替，稱為計算機數控系統。

計算機數控（Computerized?numerical?control，簡稱CNC）系統是用計算機控制加工功能，實現數值控制的系統。CNC系統根據計算機存儲器中存儲的控制程序，執行部分或全部數值控制功能，并配有接口電路和伺服驅動裝置，用于控制自動化加工設備的專用計算機系統。

刀具半徑補償技術是CNC系統的核心技術之一，也是加工軌跡正確的保證。傳統刀具半徑補償算法中，或是在計算轉接角度時換算復雜，或是在計算轉接點時，采用三角函數的計算方法計算轉接點。上述方法雖可行但卻計算復雜，計算量大。有的刀補算法只針對轉接角度為凹角的情況使用，而對于其他情況確未進行深入研究。因此，該方法不僅不利于推廣，且應用范圍受到局限。

【發明內容】

本發明所要解決的技術問題在于提供一種簡便高效的數控系統中刀具半徑補償的矢量計算方法。

本發明采用以下技術方案解決上述技術問題：

基于數控系統的刀具半徑補償的矢量計算方法，該方法通過分析加工線段轉接點處切線的矢量夾角在平面坐標系的分布情況，判斷其不同的轉接類型，并根據具體的計算方法進行刀補后坐標點的計算；具體包括如下步驟：

步驟一：利用譯碼完成之后傳送過來的刀具半徑、加工工件坐標信息，對加工線段進行分析，并確定加工行程軌跡是直線還是圓弧；

步驟二：數控系統根據接收到的加工信息，便可得出線段的方向矢量和刀具半徑矢量，進行刀補處理時，每次讀入兩段程序段，這樣便可根據兩線段的方向矢量得出轉接角度；

步驟三：根據上述得出的轉接角度和刀具補償方向，畫出轉接類型判別表；

步驟四：依據上述轉接類型判別表，通過方向矢量和刀具半徑矢量寫出等距線方程，并將其聯立，便可求出此次刀補半徑下的插補軌跡坐標。

進一步地，所述步驟一具體包括：

數控系統通過加工工件信息并經過處理得到刀具半徑和坐標點以后，首先要確定此段程序段所對應的是直線還是圓弧；

若是直線，直接寫出方向矢量；

若為圓弧，則分為兩種情況：順圓和逆圓；