一种基于刀轨数据获得其加工误差的方法

摘要

本发明公开了一种基于刀轨数据获得其加工误差的方法，包括以下步骤：获取CAD/CAM软件系统输出的刀轨数据，并对该刀轨数据进行预处理，以获得参与切削的切削轨迹数据，针对切削轨迹数据，采用三点圆弧法计算其中刀位点的弓高误差，对得到的所有刀位点的弓高误差取平均值，并将结果放大40%至60%，以得到刀具轨迹的加工误差。本发明能够打破对刀轨数据进行优化处理所面临的技术瓶颈，自动计算出一个合理的加工误差，为解决现有CAD/CAM软件系统输出刀轨数据存在的问题，如重复点、尖点以及点位信息分布不均匀等，以及由于数控编程人员参差不齐而导致严重影响刀具轨迹质量的问题，提供一个重要的参考依据。

主权项

1.一种基于刀轨数据获得其加工误差的方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）获取CAD/CAM软件系统输出的刀轨数据，并对该刀轨数据进行预处理，以获得参与切削的切削轨迹数据；具体而言，在预处理过程中，去除刀轨数据中的非切削刀轨数据，并以这些非切削刀轨数据为分段条件，将切削刀轨数据分割成一系列连续的线段，存放到一个链表中，链表中的每一项表示一个子刀轨数据，所有子刀轨数据构成整个切削轨迹数据；（2）针对切削轨迹数据，采用三点圆弧法计算其中刀位点的弓高误差；具体包括以下子步骤：（2-1）设置计数器j=1，并从切削轨迹数据中取出第j个子刀轨数据；（2-2）采用三点圆弧法计算第j个子刀轨数据中刀位点的弓高误差；本步骤具体包括以下子步骤：（2-2-1）设置计数器i=2，从第j个子刀轨数据取出第i个刀位点；（2-2-2）选取该第i个刀位点的前后相邻刀位点，构造一个圆弧来逼近原始刀轨，且三点之间连线构成的夹角在1度到45度之间；（2-2-3）分别计算出该刀位点前后两段弦的弓高误差，并选择两者中最大值作为该刀位点的弓高误差；具体计算公式为：δ₁＝R(1-cosω₁)δ₂＝R(1-cosω₂)＝R(1-cos(π-θ-ω₁))其中：$\theta =\arcsin ((\overrightarrow{P_i{P}_{i-1}}*\overrightarrow{P_i{P}_{i+1}})/|\overrightarrow{P_i{P}_{i-1}}|*|\overrightarrow{P_i{P}_{i+1}}\left|\right)$${\omega }_1={\omega }_3=\arctan (\left(\right|\overrightarrow{P_i{P}_{i-1}}|*\sin (\pi -\theta ))/\left(\right|\overrightarrow{P_i{P}_{i+1}}|+|\overrightarrow{P_i{P}_{i-1}}|*\cos (\pi -\theta )))$$R=\frac{\left|\overrightarrow{P_{i-1}{P}_i}\right|}{2\sin {\omega }_3};$δ₁和δ₂分别表示第i个刀位点P_i的前后两段弦的弓高误差，P_i-1和P_i+1分别是刀位点P_i的前一个和后一个刀位点，R为三点圆弧的半径，θ为向量和的夹角；（2-2-4）判断i是否小于第j个子刀具轨迹中刀位点的总数-1，若是则进入步骤（2-3），否则设置i=i+1，并返回步骤（2-2-2）；（2-3）判断j是否小于子刀具轨迹的总数，如果小于则设置j=j+1，并返回步骤（2-2），否则进入步骤（3）；（3）对步骤（2）得到的所有刀位点的弓高误差取平均值，并将结果放大40%至60%，以得到刀具轨迹的加工误差。