[發明專利]基于二維線性圖形的圓柱包絡刀路生成方法、系統、終端、介質

有效

• 申請號: 202010554792.2
• 申請日: 2020-06-17
• 公開（公告）號: CN111830908B
• 公開（公告）日: 2021-06-15
• 發明（設計）人: 葉斌;吳煒;計開順;陳亮;俞晉良;毛其彬;劉洋
• 申請（專利權）人: 上海煙草機械有限責任公司
• 主分類號: G05B19/4097
• 分類號: G05B19/4097
• 代理公司: 上海光華專利事務所(普通合伙) 31219
• 代理人: 倪靜

本申請提供基于二維線性圖形的圓柱包絡刀路生成方法、系統、終端、介質，其有效避免了包絡刀路計算過程中的基于實體的圓柱包絡計算、包絡體布爾運算和微小直線逼近計算，無需大規模的計算資源，包絡刀路計算和仿真顯示完全基于二維線性圖形計算，計算和顯示資源消耗低，運算效率高，且該裝置獨立于機床控制系統之外，可實現包絡刀路離線計算、仿真、修改、管理、輸出。生成的NC代碼與平面圖形幾何數據一一對應，方便實現，便于理解和參數化修改。本申請的技術方案可與具有A軸或C軸的數控機床配合使用，作為滾筒類零件表面特征加工專用設備，無需另外購置商業CAD/CAM軟件或在數控系統中額外購置對話式編程系統。

技術領域

本申請涉及數字化制造技術領域，特別是涉及基于二維線性圖形的圓柱包絡刀路生成方法、系統、終端、介質。

背景技術

回轉體零件圓柱表面上的一些異形三維加工特征，如吸風滾筒上的吸風槽、凸臺、徑向孔等，是由二維線性圖形以圓柱面軸線為包絡軸線向圓柱面包絡產生的。此類特征采用工件回轉和刀具運動同時進行的銑削方法加工，因為屬于三維曲面，以往需要采用商業CAD/CAM軟件進行數控編程。首先使用商業CAD軟件通過二維圖形圓柱包絡的方法建立所需加工特征的三維模型，再用商業CAM軟件通過微小直線和圓弧逼近三維特征的方法計算刀路，然后通過商業CAM軟件定制的后處理模塊對刀路進行后置處理，生成NC文件，最后將NC文件輸入機床控制系統，驅動機床進行加工。

在上述現有技術中，使用商業CAD軟件通過二維圖形圓柱包絡的方法建立所需加工特征的三維模型，則該商業CAD軟件需具備實體圓柱包絡計算和包絡體布爾運算的功能。使用商業CAM軟件通過微小直線和圓弧逼近三維特征的方法計算刀路，則該商業CAM軟件需具備五坐標聯動刀路計算功能。且生成的刀路數據為多軸聯動的點位數據，這種點位數據為了追求一定的逼近誤差，往往點位數量十分巨大，不適合現場操作人員理解和修改。而且每一種機床結構和數控系統都需要專用的后處理程序來生成NC代碼，導致操作不便且效率低下。

對于吸風滾筒等孔、槽、凸臺密集的零件，滾筒本體為通用結構，廠商根據具體產品需要設計平面吸風方案，現有技術根據吸風方案設計滾筒結構，再根據滾筒結構利用CAM軟件編制刀路數據。生產部門無法由吸風方案直接生成刀路數據。因此，本領域亟需刀路生成的解決方案，可與具有A軸或C軸的數控機床配合使用，作為滾筒類零件表面特征加工專用設備，無需另外購置商業CAD/CAM軟件或在數控系統中額外購置對話式編程系統。

申請內容

鑒于以上所述現有技術的缺點，本申請的目的在于提供基于二維線性圖形的圓柱包絡刀路生成方法、系統、終端、介質，用于解決現有技術中的刀路數據的生成方式效率低下且不易被理解和修改，無法通過平面方案而非具體零件結構的設計和管理實現NC數據的生成和管理等技術問題。

為實現上述目的及其他相關目的，本申請的第一方面提供一種基于二維線性圖形的圓柱包絡刀路生成方法，所述方法包括：根據所使用加工機械的結構信息以及加工對象在所述加工機械上的裝夾方式確定加工坐標系；根據坐標系幾何對應關系，建立與所述加工坐標系幾何對應的平面圖形坐標系；在所述平面圖形坐標系下獲取多個圖形關鍵點坐標，并將各圖形關鍵點按照獲取順序進行直線相連，據以形成平面圖形；基于工藝信息針對所述平面圖形進行圓柱包絡計算，據以得到圓柱包絡刀路數據；根據刀具幾何信息和加工坐標系信息，同步顯示平面刀路和包絡刀路；輸出NC文件以令所述NC文件被保存；對工程文件進行管理，其管理可以在顯示界面直觀顯示平面方案；所述工程文件包括平面圖形信息、加工坐標系信息、刀具及機床信息、NC文件路徑信息中的任一種或多種組合，并能夠根據這些信息進行檢索。

于本申請第一方面的一些實施方式中，所述方法包括根據下述公式得到圓柱包絡刀路數據：其中，C表示圓柱包絡刀路數據，D表示包絡直徑，L由平面圖形坐標值和刀具軸線相對切削點的位置共同決定。

于本申請第一方面的一些實施方式中，所述工藝信息包括刀具幾何信息、機床結構信息、和切入/切出信息。