[發明專利]數控系統及其路徑規劃方法和計算機可讀存儲介質

有效

• 申請號: 201780034480.5
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN109496286B
• 公開（公告）日: 2021-07-09
• 發明（設計）人: 王偉
• 申請（專利權）人: 深圳配天智能技術研究院有限公司
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 深圳市威世博知識產權代理事務所(普通合伙) 44280
• 代理人: 李慶波

一種數控系統及其路徑規劃方法和計算機可讀存儲介質，包括：獲取部件加工路徑的刀位點集合；根據集合中與相鄰刀位點之間的路徑長度之比，為加工路徑的凹凸性確定斷點；若相鄰斷點之間的刀位點的數量未達到預設值；將這些刀位點設為斷點；將斷點從集合中刪除，得到目標刀位點集合；獲取目標刀位點集合中所有刀位點的離散曲率，判斷離散曲率是否超過預設的曲率閾值；如果超過曲率閾值，將對應的刀位點進行處理；獲取所有斷點，根據斷點與相鄰斷點形成的區間的刀位點數量是否達到預設數量對加工路徑進行封裝，得到加工路徑的直線?樣條混合路徑。本發明避免了計算量繁重且效果不經濟的曲率掃描過程，極大地減少了整體的計算量。

技術領域

本發明涉及數控加工領域，特別是涉及數控系統及其路徑規劃方法和計算機可讀存儲介質。

背景技術

使用微小線段或微小圓弧段逼近復雜曲面的方法是目前數控系統加工表面形狀由自由曲線構成的部件時的主要手段，數控系統插補器使用直線插補或圓弧插補完成復雜曲面的數控加工。這種方法不僅數據傳輸量大，而且造成二次逼近誤差，在微段之間的頻繁加減速更大大降低了加工效率，參數曲線直接插補技術應運而生。隨著數控技術的發展，多項式樣條曲線直接插補技術、Bezier曲線直接插補技術、非均勻有理B樣條(NURBS)插補技術等各種參數曲線直接插補技術日漸成熟，許多國內外數控系統生產商也在自己的數控系統中加入了這一先進的功能。

但是現有數控系統在路徑規劃階段，通常采用插值或最小二乘逼近的方法構建B樣條曲線，僅通過路徑長度及角度的自適應判別方法效果有限，在某些情況下得到的曲線會出現明顯偏離軌跡的扭曲，嚴重影響加工質量；樣條路徑分段后分別計算每段路徑長度，對于樣條函數，路徑長度只能通過數值積分的方式計算，這樣每段路徑的計算精度不好確定，若精度過高，增加計算負擔，若精度過低，插補時可能導致段與段的銜接處有較大的速度波動；將樣條曲線分段以后，僅利用分段點處的速度并不能得到完全符合運動學約束的速度規劃，因為即使得到了精確的曲率極大、極小值，但該段曲率的變化趨勢并不一定與速度增減的趨勢匹配，即可能出現速度限制曲線與根據每個曲率極值點確定的速度規劃出來的速度曲線并不匹配的情況。如果想讓規劃出來的速度曲線與由曲率的變化趨勢決定的速度限制曲線匹配，則需要對加速度等參數進行調整，很不方便。

發明內容

本發明主要解決的技術問題是提供一種數控系統及其路徑規劃方法和計算機可讀存儲介質，避免計算量繁重且效果不經濟的曲率掃描過程，減少部件加工路徑規劃整體的計算量。

為解決上述技術問題，本發明采用的一個技術方案是：提供一種數控系統的路徑規劃方法，包括：獲取部件加工路徑的原始刀位點集合；將原始刀位點集合中的和前一個相鄰的刀位點之間的路徑長度與和后一個相鄰的刀位點之間的路徑長度之比滿足第一預設范圍的刀位點確定為斷點，以及將加工路徑的拐點的刀位點確定為斷點；判斷相鄰斷點形成的區間的刀位點的數量是否達到預設數量；如果相鄰斷點形成的區間的刀位點的數量未達到預設數量，將相鄰斷點之間的刀位點均確定為斷點；將斷點從原始刀位點集合中刪除，得到目標刀位點集合；獲取目標刀位點集合中每一個刀位點的離散曲率，判斷刀位點的離散曲率是否超過預設的曲率閾值；其中，曲率閾值與數控系統的加工最大加速度或加工最大速度相匹配；如果存在超過所述曲率閾值的離散曲率，將離散曲率超過曲率閾值的刀位點設為斷點，或者在預設條件下，對離散曲率超過所述曲率閾值的刀位點所形成的區間進行加工降速處理；獲取所有斷點，判斷斷點與相鄰斷點形成的的區間的刀位點數量是否達到預設數量，若達到，則對刀位點數量達到預設數量的的區間進行預設樣條封裝，否，則對刀位點數量未達到預設數量的區間進行直線封裝，得到部件加工路徑的完整直線-樣條混合路徑。