[發明專利]一種基于DXF文件的刀具半徑補償方法

有效

• 申請號: 202010033660.5
• 申請日: 2020-01-13
• 公開（公告）號: CN111221296B
• 公開（公告）日: 2021-02-19
• 發明（設計）人: 董輝;郭晨朝;李華昌;吳祥;仲濟磊;鄒立
• 申請（專利權）人: 浙江工業大學
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 楊天嬌

本發明公開了一種基于DXF文件的刀具半徑補償方法，包括：接收輸入的刀具半徑r；獲取DXF文件中待計算刀具補償的切割輪廓，所述切割輪廓包括若干個輪廓點，且相鄰兩個輪廓點之間采用直線或曲線連接，并且按照曲度將曲線分為圓弧和橢圓??；按輪廓點解析切割輪廓，將切割輪廓拆分為三種類型的片段，三種類型的片段包括直線與直線連接的片段、直線與圓弧連接的片段、以及直線與橢圓弧連接的片段；針對不同類型的片段采用對應的方式進行補償，得到原始輪廓進行刀具半徑補償后的刀具中心運動輪廓。本發明補償方式簡單，且根據多種輪廓形狀進行分段補償，適應性廣，有效提高切割精度。

技術領域

本申請屬于數控加工技術領域，具體涉及一種基于DXF文件的刀具半徑補償方法。

背景技術

隨著我國機械制造業、模具制造業的快速發展，銑刀的應用越來越廣泛，雕銑的精度要求越來越高，向著高精度方向發展。

立銑刀是數控機床上用得最多的一種銑刀，立銑刀的圓柱表面和端面上都有切削刀，它們可同時進行切削，也可單獨進行切削。主要用于平面銑削、凹槽銑削、臺階面銑削和仿形銑削。這些加工都要求高精度，這給技術人員的開發帶來了很大的難度。

刀具半徑補償是數控加工過程的必不可少的一部分，在數控加工中，因為刀具有一定尺寸，刀具中心的運動軌跡與實際輪廓的軌跡不一致，所以需要進行刀具半徑補償，本發明針對的是DXF文件和立銑刀這種道具形式，提出的一種刀具半徑補償方法。

發明內容

本申請的目的在于提供一種基于DXF文件的刀具半徑補償方法，補償方式簡單，且根據多種輪廓形狀進行分段補償，適應性廣，有效提高切割精度。

為實現上述目的，本申請所采取的技術方案為：

一種基于DXF文件的刀具半徑補償方法，所述基于DXF文件的刀具半徑補償方法，包括：

步驟1、接收輸入的刀具半徑r；

步驟2、獲取DXF文件中待計算刀具補償的切割輪廓，所述切割輪廓包括若干個輪廓點，且相鄰兩個輪廓點之間采用直線或曲線連接，并且按照曲度將曲線分為圓弧和橢圓??；

步驟3、按輪廓點解析切割輪廓，根據DXF文件ENTITIES段塊中各線條的標志，將切割輪廓拆分為三種類型的片段，三種類型的片段包括直線與直線連接的片段、直線與圓弧連接的片段、以及直線與橢圓弧連接的片段；

步驟4、針對不同類型的片段采用對應的方式進行補償，得到原始輪廓進行刀具半徑補償后的刀具中心運動輪廓；

其中，所述直線與橢圓弧連接的片段的補償方式如下：

已知待補償片段的軌跡為線段DC和橢圓弧CB，且橢圓弧CB的圓心在DXF文件中的坐標為(m,n)，橢圓弧CB的長半軸為a，橢圓弧CB的短半軸為b；

根據線段DC偏置刀具半徑r后得到補償軌跡為線段D′C′，以橢圓圓心坐標(m,n)、長半軸為a+r、短半軸為b+r作橢圓弧的預補償軌跡，橢圓弧的預補償軌跡與線段D′C′相交于點C′；

過B點作橢圓弧CB的切線得到PQ，過B點作PQ的垂線與橢圓弧的預補償軌跡相交于B′，得到橢圓弧CB偏置刀具半徑r后的補償軌跡為橢圓弧C′B′；

根據已知的D點、C點和B點在DXF文件中的坐標，求解得到D′點、C′點和B′點的坐標，并根據橢圓弧圓心坐標(m,n)、長半軸為a+r、短半軸為b+r可以求得橢圓弧C′B′的方程，其中C′點是橢圓弧的起點，B′點是橢圓弧的終點，根據D′點和C′點的坐標得到線段D′C′的方程，更新DXF文件，得到刀具補償后的軌跡為線段D′C′和橢圓弧C′B′；

其中，所述直線與圓弧連接的片段的補償方式如下：