[發明專利]一種軌跡邊界的數控車床插補方法

在審

• 申請號: 201711057093.1
• 申請日: 2017-11-01
• 公開（公告）號: CN107621808A
• 公開（公告）日: 2018-01-23
• 發明（設計）人: 陳海濤
• 申請（專利權）人: 南通歐科數控設備有限公司
• 主分類號: G05B19/41
• 分類號: G05B19/41
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于數控機床技術領域，具體涉及一種針對嵌入式系統的軌跡邊界插補方法。

背景技術

現代數控技術對制造業至關重要。隨著制造業對精密加工零件的要求越來越高，對高精度的數控機床的需求將越來越大。在數控技術中，插補處于核心地位。插補是數控系統依照一定方法確定刀具運動軌跡的過程，即按照某種算法逼近已知曲線，也稱為“數據點的密化”。一般分為直線插補、圓弧插補和復雜曲線插補。

隨著技術需求的發展，加工件輪廓越來越復雜，存在很多不同曲面的邊界。如何在精度允許情況下對邊界進行高效平滑插補是一重要問題。本發明提出一種快速有效的邊界插補方法，適合在單片機系統上實現。該方法保證刀尖圓弧與兩交接曲線有接觸點，并控制接觸點自由移動。

發明內容

本發的目的在于提供一種軌跡邊界的數控車床插補方法，它插補算法計算簡單，速度快，非常適合在嵌入式系統等微小系統上實現，充分利用了單片機計算能力不足而實時中斷處理性能優越的特點。

一種針對嵌入式系統的軌跡邊界數控車床插補方法，該方法包括以下步驟：

假設O為刀尖圓心，M為刀尖與曲線1的接觸點，N為刀尖與曲線2的接觸點，R為刀尖圓弧半徑，T為插補步長；

a、初始化O、M、N的坐標，讀入R、T，初始化調整步長S；

b、計算兩條曲線與刀具接觸點處的切向量，并計算|OM|、|ON|；

c、把|OM|、|ON|與R進行比較，如果|OM|>R且|ON|≤R，則M進步S，N退步S，如果|OM|≤R且|ON|>R，則M退步S，N進步S。其它情況刀具只與單一曲線接觸，不需按邊界情況插補；

d、刀尖圓心移動T步長，更新O坐標，重復步驟b～c直到終點。

本發明的優點在于：本發明主要針對單片機微小系統提出一種快速有效的曲面邊界插補方法。由于該方法采用調整步長來實現單步插補，沒有復雜運

算，可以在CPLD/FPGA上實現硬插補。

具體實施方式

實施例：一種針對嵌入式系統的軌跡邊界數控車床插補方法，該方法包括以下步驟：

假設O為刀尖圓心，M為刀尖與曲線1的接觸點，N為刀尖與曲線2的接觸點，R為刀尖圓弧半徑，T為插補步長；

a、初始化O、M、N的坐標，讀入R、T，初始化調整步長S；

b、計算兩條曲線與刀具接觸點處的切向量，并計算|OM|、|ON|；

c、把|OM|、|ON|與R進行比較，如果|OM|>R且|ON|≤R，則M進步S，N退步S，如果|OM|≤R且|ON|>R，則M退步S，N進步S。其它情況刀具只與單一曲線接觸，不需按邊界情況插補；

d、刀尖圓心移動T步長，更新O坐標，重復步驟b～c直到終點。

本發明插補算法計算簡單，速度快，非常適合在嵌入式系統等微小系統上實現，充分利用了單片機計算能力不足而實時中斷處理性能優越的特點。

以上所揭露的僅為本發明的幾個較佳實施例而已，當然不能以此來限定本發明之權利范圍，因此依本發明權利要求所作的等同變化，仍屬本發明所涵蓋的范圍。