專利名稱：變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種數(shù)控系統(tǒng)加工方法，尤其涉及一種變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法。
背景技術(shù)：
數(shù)控機(jī)床是典型的機(jī)電一體化產(chǎn)品，是現(xiàn)代制造業(yè)的主流設(shè)備，是體現(xiàn)機(jī)械制造業(yè)工藝水平的重要標(biāo)志，是關(guān)系國計(jì)民生、國防尖端建設(shè)的戰(zhàn)略物資，是我國經(jīng)濟(jì)發(fā)展的重要?jiǎng)恿?，它的大?guī)模推廣和應(yīng)用，為我國制造業(yè)的發(fā)展正發(fā)揮著越來越大的作用。
數(shù)控系統(tǒng)是數(shù)控機(jī)床的控制和驅(qū)動(dòng)裝置，是數(shù)控機(jī)床的核心，數(shù)控系統(tǒng)功能的強(qiáng)弱和性能的優(yōu)劣直接決定著數(shù)控機(jī)床功能的強(qiáng)弱和性能的優(yōu)劣，因此數(shù)控系統(tǒng)的發(fā)展是數(shù)控機(jī)床發(fā)展的基礎(chǔ)。從國際上來看，經(jīng)過五十多年的發(fā)展，數(shù)控系統(tǒng)不論在種類、還是在功能和性能上都得到了飛速的發(fā)展，出現(xiàn)了如車床、銑床、磨床、線切割、加工中心等的各種數(shù)控系統(tǒng)。目前的數(shù)控系統(tǒng)盡管種類繁多、性能優(yōu)越，但幾乎所有的數(shù)控系統(tǒng)具有的插補(bǔ)功能只有兩種一是直線插補(bǔ)、二是圓弧插補(bǔ)，要加工其他的曲線如除圓以外的圓錐或高次曲線，只能由直線或圓弧進(jìn)行擬合。而對于圓錐曲線或高次曲線，進(jìn)行直線或圓弧擬合都存在三個(gè)缺點(diǎn)一是節(jié)點(diǎn)處的一階導(dǎo)數(shù)不連續(xù)，即接點(diǎn)不平滑；二是為了達(dá)到規(guī)定的擬合精度，擬合用的程序段數(shù)會(huì)很大，在曲面加工的場合經(jīng)常會(huì)超出數(shù)控系統(tǒng)的程序容量；三是接點(diǎn)處的不平滑，也造成了速度的不連續(xù)。這三個(gè)問題的存在對加工精度和加工質(zhì)量都會(huì)有一定的影響。從國內(nèi)來看，盡管我國的數(shù)控機(jī)床行業(yè)發(fā)展迅速、對機(jī)械制造業(yè)和國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著重要作用，但幾乎所有的中高檔數(shù)控機(jī)床和低檔數(shù)控機(jī)床的大部分所使用的數(shù)控系統(tǒng)是進(jìn)口的數(shù)控系統(tǒng)，我國數(shù)控機(jī)床行業(yè)的發(fā)展一直受著西方國家的制約，有些特殊用途(如軍事用途)的數(shù)控系統(tǒng)的進(jìn)口受到限制。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的就是為了解決目前數(shù)控系統(tǒng)中所用插補(bǔ)方法不能很好的滿足加工需求，進(jìn)行直線或圓弧擬合時(shí)精度低，接點(diǎn)不連續(xù)，運(yùn)算程序大等問題，提供一種具有插補(bǔ)功能更強(qiáng)、控制精度更高，操作使用更容易等優(yōu)點(diǎn)的變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案一種變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法，它的步驟為a、以輪廓曲線即變量可分離的正高次代數(shù)曲線加工起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，起點(diǎn)處的切線在第一象限建立“曲線相對坐標(biāo)系”，并計(jì)算正高次代數(shù)曲線Pm(x)＝Qn(y)在相對坐標(biāo)系中的方程；
b、建立“刀具圓相對坐標(biāo)系”，并給出刀具圓在相對坐標(biāo)系中的方程；c、將待加工輪廓曲線和刀具圓的參數(shù)初始化；d、根據(jù)參數(shù)Sbz與合成插補(bǔ)斜率偏差判別函數(shù)δ的數(shù)值確定插補(bǔ)方式如Sbz＝0且δ≥0，則按刀具圓進(jìn)行差分插補(bǔ)，計(jì)算新偏差δ并對Sbz重新賦值，返回步驟d；如Sbz＝0且δ＜0，則按輪廓曲線進(jìn)行差分插補(bǔ)，計(jì)算新偏差δ；如Sbz≠0且δ≥0，則按按輪廓曲線進(jìn)行差分插補(bǔ)，計(jì)算新偏差δ；如Sbz≠0且δ＜0，則按刀具圓進(jìn)行差分插補(bǔ)，計(jì)算新偏差δ并對Sbz重新賦值，返回步驟d；e、如曲線計(jì)數(shù)長度＝0，結(jié)束插補(bǔ)；否則，返回步驟d。
所述步驟a中經(jīng)坐標(biāo)變換獲得的輪廓曲線在相對坐標(biāo)系中的方程為Pm(x)＝Qn(y)。其中Pm(x)＝amxm+am-1xm-1+……a1x，Qn(y)＝bnyn+bn-1yn-1+……b1yam為系數(shù)，bn為系數(shù)，m、n為自然數(shù)，x、y為變量。
當(dāng)m，n≤2時(shí)，曲線為二次代數(shù)曲線，在相對坐標(biāo)系中，曲線轉(zhuǎn)換為正二次代數(shù)曲線即P2(x)＝Q2(y)，其中P2(x)＝a2x2+a1x，Q2(y)＝b2y2+b1y。
所述步驟b中，刀具圓相對坐標(biāo)系按如下三原則確定a、刀具圓相對坐標(biāo)系與步驟a中輪廓曲線相對坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸正向相同，象限指令相同，坐標(biāo)原點(diǎn)可不重合；b、刀具圓與輪廓曲線在起點(diǎn)處相切；c、刀具圓相對坐標(biāo)系坐標(biāo)原點(diǎn)、圓心、輪廓曲線起點(diǎn)共直線，都在曲線起點(diǎn)處的法線方向上。
所述步驟d中的參數(shù)Sbz＝0表示刀具圓二階差分jsx2為正且jsy2為負(fù)；Sbz＝1表示刀具圓二階差分jsx2為負(fù)且jsy2為正。
所述步驟d中的合成插補(bǔ)斜率偏差判別函數(shù)δ為輪廓曲線斜率kl與刀具圓斜率ks之差kl-ks=jlx1-jlx22jly1-jly22-jsx1-jsx22jsy1-jsy22]]>通分后的分子，即δ＝j(luò)lx1jsy1-jsx1jly1+0.5(jsx2jly1-jlx1jsy2+jsx1jly2-jlx2jsy1)+0.25(jlx2jsy2-jsx2jly2)其中，jlx1多項(xiàng)式Pm(x)在x處一階差分；jlx2多項(xiàng)式Pm(x)在x處二階差分；jly1多項(xiàng)式Qn(y)在y處一階差分；jly2多項(xiàng)式Qn(y)在y處二階差分；
jsx1刀具圓在x處一階差分；jsx2刀具圓在x處二階差分；jsy1刀具圓在y處一階差分；jsy2刀具圓在y處二階差分。
所述加工象限指令L、刀具左右偏、曲線凹凸性共同決定數(shù)控加工的刀具內(nèi)外偏，即刀具半徑補(bǔ)償時(shí)合成插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)是加還是減；基于左右偏刀、加工象限指令與曲線凹凸性判別內(nèi)外偏的方法是(TA＝0為直線做外偏處理)

其中，TA=(jy1-jy22)jx2-(jx1-jx22)jy2.]]>刀具圓外偏切割曲線時(shí)，刀具圓和曲線的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)都驅(qū)動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，當(dāng)曲線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)在記數(shù)方向坐標(biāo)走一步時(shí)，曲線記數(shù)長度jj減1；刀具圓內(nèi)偏切割曲線時(shí)，刀具圓的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)不驅(qū)動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，還要在曲線的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)中減去刀具圓的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)后才驅(qū)動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，但jj仍減1。
所述步驟d中的刀具圓和輪廓曲線在各自的相對坐標(biāo)系中皆可表示為可分離變量正高次代數(shù)曲線形式Pm(x)＝Qn(y)，刀具圓和曲線的差分插補(bǔ)方法是統(tǒng)一的。具體的可分離變量正高次代數(shù)曲線差分插補(bǔ)步驟為，a、進(jìn)行曲線(輪廓曲線、刀具圓)坐標(biāo)變換，獲相對坐標(biāo)系中的曲線方程；b、參數(shù)初始化計(jì)算Pm(x)在x＝0處1～m階差分jx1，jx2，……，jxm；計(jì)算Qn(y)在y＝0處1～n階差分jy1，jy2，……，jyn；初始化偏差F＝Qn(y)-Pm(x)，在起點(diǎn)處F＝Pm(0)＝Qn(0)＝0；確定計(jì)數(shù)方向G；初始化計(jì)數(shù)長度jj；確定加工象限指令Li。
c、如計(jì)數(shù)長度jj＝0，結(jié)束插補(bǔ)；否則，轉(zhuǎn)步驟d；d、如jy1＜jx1，則插補(bǔ)參數(shù)變化為Fy＝F+jy1，F(xiàn)xy＝Fy-jx1，jy1＝j(luò)y1+jy2，jy2＝j(luò)y2+jy3，……，jy(n-1)＝j(luò)y(n-1)+jyn，轉(zhuǎn)步驟e；否則，插補(bǔ)參數(shù)變化為Fx＝F+jx1，F(xiàn)xy＝Fy-jy1，jx1＝j(luò)x1+jx2，jx2＝j(luò)x2+jx3，……，jx(m-1)＝j(luò)x(m-1)+jxm，轉(zhuǎn)步驟f；e、如|Fy|＜|Fxy|，Y走一步，令F＝Fy，如G＝Gy，則計(jì)數(shù)長度jj＝j(luò)j-1，轉(zhuǎn)步驟c；否則，X、Y各走一步，F(xiàn)＝Fxy，jx1＝j(luò)x1+jx2，jx2＝j(luò)x2+jx3，……，jx(m-1)＝j(luò)x(m-1)+jxm，計(jì)數(shù)長度jj＝j(luò)j-1，轉(zhuǎn)步驟c；f、如|Fx|＜|Fxy|，X走一步，令F＝Fx，如G＝Gx，則技術(shù)長度jj＝j(luò)j-1，轉(zhuǎn)步驟c；否則，X，Y各走一步，F(xiàn)＝Fxy，jy1＝j(luò)y1+jy2，jy2＝j(luò)y2+jy3，……，jy(n-1)＝j(luò)y(n-1)+jyn，計(jì)數(shù)長度jj＝j(luò)j-1，轉(zhuǎn)步驟c；所述步驟6b中計(jì)數(shù)長度jj為當(dāng)曲線終點(diǎn)的切線與X軸夾角≤45°時(shí)，計(jì)數(shù)方向?yàn)镚＝Gx，曲線在X軸上的投影疊加和為計(jì)數(shù)長度jj；反之，G＝Gy，曲線在Y軸上的投影疊加和為計(jì)數(shù)長度jj；所述曲線差分插補(bǔ)過程中，如加工起點(diǎn)處切線在絕對坐標(biāo)系的第i象限，則加工象限指令為Li，其中i＝1，2，3，4；插補(bǔ)過程中，當(dāng)jx1＜0時(shí)，為過象限，Y軸進(jìn)給方向變反，插補(bǔ)參數(shù)變化為jx1＝-jx1，jx2＝-jx2，jy2＝-jy2，jy1＝j(luò)y1+jy2，F(xiàn)＝-F；當(dāng)jy1＜0時(shí)，也為過象限，X軸進(jìn)給方向變反，插補(bǔ)參數(shù)變化為jy1＝-jy1，jy2＝-jy2，jx2＝-jx2，jx1＝j(luò)x1+jx2，F(xiàn)＝-F。
本發(fā)明的有益效果為1、采用了合成差分插補(bǔ)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了在統(tǒng)一算法下的直線、圓弧、橢圓、拋物線、雙曲線等可分離變量高次曲線的直接插補(bǔ)；2、運(yùn)用曲線疊加原理實(shí)現(xiàn)了非圓曲線等距曲線的自動(dòng)生成方法，避免了刀具中心軌跡的復(fù)雜計(jì)算。


圖1為本發(fā)明的合成差分插補(bǔ)方法流程框圖；圖2為本發(fā)明的差分插補(bǔ)方法流程框圖；圖3為本發(fā)明的基于差分的函數(shù)值計(jì)算流程框圖。
具體實(shí)施例方式
下面結(jié)合附圖與實(shí)例對本發(fā)明作進(jìn)一步說明。
圖1為合成差分插補(bǔ)方法流程框圖原理說明。
根據(jù)相似理論兩個(gè)本質(zhì)不同的物理系統(tǒng)，如果能用同一個(gè)數(shù)學(xué)方程式(組)來描述，這兩個(gè)系統(tǒng)就是相似系統(tǒng)，方程式(組)中對應(yīng)的量是相似量，相似系統(tǒng)具有相似的性質(zhì)。
直線y＝kx的逐點(diǎn)比較法插補(bǔ)原理為對第一象限直線，當(dāng)插補(bǔ)點(diǎn)(xl，yl)的縱橫坐標(biāo)之比大于等于k時(shí)，走+x一步，而小于k時(shí)走+y一步；對第二象限直線，當(dāng)(xl，yl)的縱橫坐標(biāo)之比大于等于k時(shí)，走+y一步(個(gè)別書上走-x，是因?yàn)橹本€的傾角沒有統(tǒng)一定義)，而小于k時(shí)，走-x一步，這樣才都使(xi，yl)縱橫坐標(biāo)之比始終趨近于k，即y＝kx。
在輪廓曲線上，刀具圓切線斜率ks與輪廓曲線L的斜率kl趨于相等，用下標(biāo)l、s各表示輪廓曲線和刀具圓的參數(shù)，得合成插補(bǔ)的約束條件為kl＝λks(λ＝1)由相似理論知kl＝λks與y＝kx是相似系統(tǒng)，二者性質(zhì)相似。對于刀具圓，x和y的二階差分jsx2和jsy2大小相等，符號(hào)相反。當(dāng)jsx2為負(fù)、jsy2為正時(shí)，ks越來越?。划?dāng)jsx2為正、jsy2為負(fù)時(shí)，ks越來越大。對于輪廓曲線L，在相對坐標(biāo)系中始終有kl≥0，所以用相似類比原理，得合成插補(bǔ)偏差判別結(jié)論如下①當(dāng)kl≥ks時(shí)，若刀具圓二階差分jsx2為正，jsy2為負(fù)，應(yīng)按刀具圓插補(bǔ)；若jsx2為負(fù)jsy2為正時(shí)，應(yīng)按輪廓曲線插補(bǔ)；當(dāng)kl＜ks時(shí)，若刀具圓二階差分jsx2為正、jsy2為負(fù)時(shí)，應(yīng)按輪廓曲線插補(bǔ)；若jsx2為負(fù)jsy2為正時(shí)，應(yīng)按刀具圓插補(bǔ)，這樣都使kl＝λks(λ＝1)。
②用sbz＝0表示刀具圓jsx2為正jsy2為負(fù)；用sbz＝1表示jsx2為負(fù)jsy2為正，kl-ks通分后取分子δ為合成插補(bǔ)斜率偏差判別函數(shù)δ＝j(luò)lx1jsy1-jsx1jly1+0.5(jsx2jly1-jlx1jsy2+jsx1jly2-jlx2jsy1)+0.25(jlx2jsy2-jsx2jly2)根據(jù)如上結(jié)論，得合成差分插補(bǔ)方法流程框圖如圖1。
圖2為差分插補(bǔ)方法流程框圖原理說明。
可分離變量高次曲線差分插補(bǔ)的核心思想是當(dāng)X坐標(biāo)軸或Y坐標(biāo)軸進(jìn)給一步時(shí)相應(yīng)的坐標(biāo)值加1，同時(shí)相應(yīng)的坐標(biāo)的函數(shù)Pm(x)或Qn(y)加上該點(diǎn)一階差分值，進(jìn)給過程中盡量保持Pm(x)＝Qn(y)。進(jìn)給方式可X或Y坐標(biāo)軸單獨(dú)進(jìn)給，也可兩坐標(biāo)軸同時(shí)進(jìn)給，要求按插補(bǔ)誤差最小的進(jìn)給方式進(jìn)給。其中，偏差F＝Qn(y)-Pm(x)，在起點(diǎn)處Pm(0)＝Qn(0)＝0。具體的流程框圖如圖2。
刀具圓與輪廓曲線皆為可分離變量代數(shù)曲線，其插補(bǔ)方法皆可按照圖2進(jìn)行，此就是框圖1中輪廓曲線和刀具圓的插補(bǔ)方法。
圖3為基于差分的函數(shù)值計(jì)算流程框圖原理說明，是自x＝1開始各正整數(shù)點(diǎn)函數(shù)P(x)＝axm值框圖。
函數(shù)值Pm(x)是通過函數(shù)在起點(diǎn)1～m階差分計(jì)算的，遞推計(jì)算公式為P(xl)＝P(xl-1)+jxl-11，具體的計(jì)算方法如圖3。
函數(shù)值計(jì)算主要應(yīng)用于框圖2中偏差F＝Qn(y)-Pm(x)的計(jì)算。
權(quán)利要求
1.一種變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法，其特征是它的步驟為，a、以輪廓曲線即變量可分離的正高次代數(shù)曲線加工起點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)，起點(diǎn)處的切線在第一象限建立“曲線相對坐標(biāo)系”，并計(jì)算輪廓曲線在相對坐標(biāo)系中的方程Pm(x)＝Qn(y)；b、建立“刀具圓相對坐標(biāo)系”，并給出刀具圓在相對坐標(biāo)系中的方程；c、將待加工輪廓曲線和刀具圓的參數(shù)初始化；d、根據(jù)刀具圓的位置參數(shù)Sbz與合成插補(bǔ)斜率偏差判別函數(shù)δ的數(shù)值確定插補(bǔ)方式如Sbz＝0且δ≥0，則按刀具圓進(jìn)行差分插補(bǔ)，計(jì)算新偏差δ并對Sbz重新賦值，返回步驟d；如Sbz＝0且δ＜0，則按輪廓曲線進(jìn)行差分插補(bǔ)，計(jì)算新偏差δ；如Sbz≠0且δ≥0，則按按輪廓曲線進(jìn)行差分插補(bǔ)，計(jì)算新偏差δ；如Sbz≠0且δ＜0，則按刀具圓進(jìn)行差分插補(bǔ)，計(jì)算新偏差δ并對Sbz重新賦值，返回步驟d；在合成插補(bǔ)時(shí)，基于左右偏刀、加工象限指令與曲線凹凸性判斷數(shù)控加工刀具的內(nèi)外偏，刀具的內(nèi)外偏決定合成插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)是加還是減；e、如曲線計(jì)數(shù)長度＝0，結(jié)束插補(bǔ)；否則，返回步驟d。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法，其特征是所述步驟a中輪廓曲線在相對坐標(biāo)系中的方程Pm(x)＝Qn(y)中Pm(x)＝amxm+am-1xm-1+……a1x，Qn(y)＝bnyn+bn-1yn-1+……b1yam為系數(shù)，bn為系數(shù)，m、n為自然數(shù)，x、y為變量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法，其特征是所述方程Pm(x)＝Qn(y)中，在m，n≤2時(shí)，曲線為二次代數(shù)曲線，在相對坐標(biāo)系中，曲線轉(zhuǎn)換為正二次代數(shù)曲線即P2(x)＝Q2(y)，其中P2(x)＝a2x2+a1x，Q2(y)＝b2y2+b1y。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法，其特征是所述步驟b中，刀具圓相對坐標(biāo)系為a、刀具圓相對坐標(biāo)系與步驟a中輪廓曲線相對坐標(biāo)系的坐標(biāo)軸正向相同，象限指令相同，坐標(biāo)原點(diǎn)可不重合；b、刀具圓與輪廓曲線在起點(diǎn)處相切；c、刀具圓相對坐標(biāo)系坐標(biāo)原點(diǎn)、圓心、輪廓曲線起點(diǎn)共直線，都在曲線起點(diǎn)處的法線方向上。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法，其特征是所述步驟d中的參數(shù)Sbz＝0為刀具圓二階差分jsx2為正且jsy2為負(fù)；Sbz＝1為刀具圓二階差分jsx2為負(fù)且jsy2為正。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法，其特征是所述步驟d中的合成插補(bǔ)斜率偏差判別函數(shù)δ為輪廓曲線斜率kl與刀具圓斜率ks之差kl-ks=jlx1-jlx22jly1-jly22-jsx1-jsx22jsy1-jsy22]]>通分后的分子，即δ＝j(luò)lx1jsy1-jsx1jly1+0.5(jsx2jly1-jlx1jsy2+jsx1jly2-jlx2jsy1)+0.25(jlx2jsy2-jsx2jly2)其中，jlx1多項(xiàng)式Pm(x)在x處一階差分；jlx2多項(xiàng)式Pm(x)在x處二階差分；jly1多項(xiàng)式Qn(y)在y處一階差分；jly2多項(xiàng)式Qn(y)在y處二階差分；jsx1刀具圓在x處一階差分； jsx2刀具圓在x處二階差分；jsy1刀具圓在y處一階差分； jsy2刀具圓在y處二階差分。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法，其特征是所述步驟d中，在合成插補(bǔ)時(shí)判斷數(shù)控加工刀具的內(nèi)外偏方法為，基于左右偏刀、加工象限指令與曲線凹凸性采用TA=(jy1-jy22)jx2-(jx1-jx22)jy2,]]>判斷刀具半徑補(bǔ)償時(shí)合成插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)是加還是減，在TA＝0為直線做外偏處理；刀具圓外偏切割曲線時(shí)，刀具圓和曲線的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)都驅(qū)動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，當(dāng)曲線插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)在記數(shù)方向坐標(biāo)走一步時(shí)，曲線記數(shù)長度jj減l；刀具圓內(nèi)偏切割曲線時(shí)，刀具圓的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)不驅(qū)動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，還要在曲線的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)中減去刀具圓的插補(bǔ)運(yùn)動(dòng)后才驅(qū)動(dòng)機(jī)床坐標(biāo)軸運(yùn)動(dòng)，但曲線計(jì)數(shù)長度jj仍減l。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法，其特征是所述步驟d中的刀具圓和輪廓曲線在各自的相對坐標(biāo)系中皆可表示為可分離變量正高次代數(shù)曲線形式Pm(x)＝Qn(y)，刀具圓和曲線的差分插補(bǔ)方法是統(tǒng)一的，具體的可分離變量正高次代數(shù)曲線差分插補(bǔ)步驟為，a、進(jìn)行曲線即輪廓曲線、刀具圓的坐標(biāo)變換，獲相對坐標(biāo)系中的曲線方程；b、參數(shù)初始化計(jì)算Pm(x)在x＝0處1～m階差分jx1，jx2，……，jxm；計(jì)算Qn(y)在y＝0處1～n階差分jy1，jy2，……，jyn；初始化偏差F＝Qn(y)-Pm(x)，在起點(diǎn)處F＝Pm(0)＝Qn(0)＝0；確定計(jì)數(shù)方向G；初始化計(jì)數(shù)長度jj；確定加工象限指令Li；c、如計(jì)數(shù)長度jj＝0，結(jié)束插補(bǔ)；否則，轉(zhuǎn)步驟d；d、如jy1＜jx1，則插補(bǔ)參數(shù)變化為Fy＝F+jy1，F(xiàn)xy＝Fy-jx1，jy1＝j(luò)y1+jy2，jy2＝j(luò)y2+jy3，……，jy(n-1)＝j(luò)y(n-1)+jyn，轉(zhuǎn)步驟e；否則，插補(bǔ)參數(shù)變化為Fx＝F+jx1，F(xiàn)xy＝Fy-jy1，jx1＝j(luò)x1+jx2，jx2＝j(luò)x2+jx3，……，jx(m-1)＝j(luò)x(m-1)+jxm，轉(zhuǎn)步驟f；e、如|Fy|＜|Fxy|，Y走一步，令F＝Fy，如G＝Gy，則計(jì)數(shù)長度jj＝j(luò)j-1，轉(zhuǎn)步驟c；否則，X、Y各走一步，F(xiàn)＝Fxy，jx1＝j(luò)x1+jx2，jx2＝j(luò)x2+jx3，……，jx(m-1)＝j(luò)x(m-1)+jxm，計(jì)數(shù)長度jj＝j(luò)j-1，轉(zhuǎn)步驟c；f、如|Fx|＜|Fxy|，X走一步，令F＝Fx，如G＝Gx，則技術(shù)長度jj＝j(luò)j-1，轉(zhuǎn)步驟c；否則，X，Y各走一步，F(xiàn)＝Fxy，jy1＝j(luò)y1+jy2，jy2＝j(luò)y2+jy3，……，jy(n-1)＝j(luò)y(n-1)+jyn，計(jì)數(shù)長度jj＝j(luò)j-1，轉(zhuǎn)步驟c。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法，其特征是所述步驟b中計(jì)數(shù)長度jj為當(dāng)曲線終點(diǎn)的切線與X軸夾角≤45°時(shí)，計(jì)數(shù)方向?yàn)镚＝Gx，曲線在X軸上的投影疊加和為計(jì)數(shù)長度jj；反之，G＝Gy，曲線在Y軸上的投影疊加和為計(jì)數(shù)長度jj。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法，其特征是如加工起點(diǎn)處切線在絕對坐標(biāo)系的第i象限，則加工象限指令為Li，其中i＝1，2，3，4；插補(bǔ)過程中，當(dāng)jx1＜0時(shí)，為過象限，Y軸進(jìn)給方向變反，插補(bǔ)參數(shù)變化為jx1＝-jx1，jx2＝-jx2，jy2＝-jy2，jy1＝j(luò)y1+jy2，F(xiàn)＝-F；當(dāng)jy1＜0時(shí)，也為過象限，X軸進(jìn)給方向變反，插補(bǔ)參數(shù)變化為jy1＝-jy1，jy2＝-jy2，jx2＝-jx2，jx1＝j(luò)x1+jx2，F(xiàn)＝-F。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種變量可分離的正高次代數(shù)曲線合成差分插補(bǔ)數(shù)控加工方法。它解決了目前數(shù)控系統(tǒng)中所用插補(bǔ)方法不能很好的滿足加工需求，進(jìn)行直線或圓弧擬合時(shí)精度低，接點(diǎn)不連續(xù)，運(yùn)算程序大等問題，具有插補(bǔ)功能更強(qiáng)、控制精度更高，操作使用更容易等優(yōu)點(diǎn)。其方法為運(yùn)用差分插補(bǔ)方法實(shí)現(xiàn)用統(tǒng)一的運(yùn)算框圖完成直線、圓弧、橢圓、雙曲線、拋物線的直接插補(bǔ)，使數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)功能有了極大的改善；運(yùn)用曲線疊加原理實(shí)現(xiàn)了非圓曲線等距曲線的自動(dòng)生成。
文檔編號(hào)G05B19/18GK1888992SQ20061004555
公開日2007年1月3日 申請日期2006年7月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年7月25日
發(fā)明者王敏, 趙玉剛, 單東日 申請人:王敏, 趙玉剛, 單東日