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1. WO2020133271 - INTERFERENCE DETECTION METHOD AND APPARATUS FOR CUTTER RADIUS COMPENSATION, AND STORAGE APPARATUS

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说明书

发明名称 0001   0002   0003   0004   0005   0006   0007   0008   0009   0010   0011   0012   0013   0014   0015   0016   0017   0018   0019   0020   0021   0022   0023   0024   0025   0026   0027   0028   0029   0030   0031   0032   0033   0034   0035   0036   0037   0038   0039   0040   0041   0042   0043  

权利要求书

1   2   3   4   5   6   7   8   9   10   11  

附图

1   2   3   4   5   6   7  

说明书

发明名称 : 一种刀具半径补偿的干涉检测方法、装置及存储装置

【技术领域】

[0001]
本申请涉及数控系统技术领域,特别是涉及一种刀具半径补偿的干涉检测方法、装置及具有存储功能的装置。

【背景技术】

[0002]
刀具半径补偿是数控系统的基本功能之一,它实现了刀具中心沿偏离编程路径的轨迹移动的功能,偏移距离通常为一个刀具半径值,该功能极大地提高了数控系统编程的便捷性。在刀具补偿控制方法中,刀具半径补偿后的刀具运行路径经过的区域不能与原有工件路径相交,如果有相交出现就会切坏工件,这称为干涉,有切坏工件的危险。
[0003]
请参阅图1和图2,图1是现有技术中干涉检测原理示意图,图2是现有技术中干涉检测方法流程示意图。现有的对于刀补干涉检测的技术方案为判断偏置矢量是否相交,如相交则判断为相干涉,如不相交则判断为不相干涉。图1所示情况,偏置矢量a2与偏置矢量b2相交,会相干涉,其中10为编程路径,11为刀具中心轨迹。
[0004]
本申请的发明人在长期的研发过程中,发现现有的干涉检测方法还不够完善,容易出现误判的情况,如当偏置矢量未与其他偏置矢量相交,而是直接与刀具中心轨迹相交时,采用上述方法判断结果为无干涉,但实际加工结果会相干涉,如图3所示,图3是现有技术中干涉检测方法的判断错误示例示意图,偏置矢量a1与偏置矢量a2与刀具中心轨迹相交,刀具会有干涉,其中30为编程路径,31为刀具中心路径。
[0005]
【发明内容】
[0006]
本申请主要解决的技术问题是提供一种刀具半径补偿的干涉检测方法、装置及具有存储功能的装置,能够提高刀具半径补偿干涉检测方法的准确性和实用性。
[0007]
为解决上述技术问题,本申请采用的一个技术方案是:提供一种刀具半径补偿的干涉检测方法,该方法包括:获取一条编程轨迹;计算编 程轨迹的刀具对侧边沿轨迹;判断刀具对侧边沿轨迹是否与对比编程轨迹相交;若刀具对侧边沿轨迹与对比编程轨迹相交,则判定编程轨迹与对比编程轨迹相干涉。
[0008]
为解决上述技术问题,本申请采用的另一个技术方案是:提供一种刀具半径补偿的干涉检测装置,所述装置包括处理器和存储器,处理器耦接存储器;处理器在工作时,从存储器中获取一条编程轨迹;计算编程轨迹的刀具对侧边沿轨迹;判断刀具对侧边沿轨迹是否与对比编程轨迹相交;若刀具对侧边沿轨迹与对比编程轨迹相交,则判定编程轨迹与对比编程轨迹相干涉。
[0009]
为解决上述技术问题,本申请采用的另一个技术方案是:提供一种具有存储功能的装置,该具有存储功能的装置存储有程序,所述程序被执行时实现上述的刀具半径补偿的干涉检测方法。
[0010]
本申请的有益效果是:区别于现有技术的情况,本申请所提供的方案,通过利用刀具对侧边沿轨迹与编程轨迹的位置关系,一步判断即可得到两条编程轨迹是否相干涉;利用了刀具的运动轨迹与编程轨迹的位置关系,补充了现有检测方法的判定漏洞,能够提高检测判断时的准确度,减小漏判误判的概率,同时还能够有效减少计算量,将极大地提升该检测方法的实用性。

【附图说明】

[0011]
图1是现有技术中干涉检测原理示意图;
[0012]
图2是现有技术中干涉检测方法流程示意图;
[0013]
图3是现有技术中干涉检测方法的判断错误示例示意图;
[0014]
图4是本申请刀具半径补偿的干涉检测方法第一实施方式的流程示意图;
[0015]
图5是本申请本申请刀具半径补偿的干涉检测方法第一实施方式的应用示意图;
[0016]
图6是本申请刀具半径补偿的干涉检测装置第一实施例的结构示意图;
[0017]
图7是本申请具有存储功能的装置第一实施方式的结构示意图。

【具体实施方式】

[0018]
为使本申请的目的、技术方案及效果更加清楚、明确,以下参照附图并举实施例对本申请进一步详细说明。
[0019]
本申请提供一种刀具半径补偿的干涉检测方法及装置,至少应用于数控加工场景中,能够较准确的检测判断是否会产生刀具干涉,减小漏判误判的概率,将极大地提升该检测方法的实用性。
[0020]
请参阅图4和图5,图4是本申请刀具半径补偿的干涉检测方法第二实施方式的流程示意图,图5是本申请刀具半径补偿的干涉检测方法第二实施方式的应用示意图。在该实施方式中,该方法包括如下步骤:
[0021]
S401:获取一条编程轨迹。
[0022]
其中,在进行数控加工时,需预先编程工件的轨迹路线(工件轮廓线)和刀具中心轨迹,然后控制刀具沿刀具中心轨迹对工件进行加工。在利用刀具对工件进行加工时,刀具沿刀具中心轨迹运动,刀具的一侧用于切削工件,而另一侧也会沿相应轨迹运动,如果控制不当,刀具的另外一侧会过切到已完成的工件区域,造成不良。因此,在加工的过程中,需要对各编程轨迹的位置关系进行评估,判断各轨迹间是否会相干涉,以防止出现刀具过切工件的现象。
[0023]
在该实施方式中,获取一条编程轨迹,以这条编程轨迹为基础,分别判断该编程轨迹与其他编程轨迹的位置关系,以判断该编程轨迹与其他编程轨迹是否会相干涉。其中,为方便说明称这条基础编程轨迹为标的编程轨迹,而其他参与对比的编程轨迹均称为对比编程轨迹。通过判断标的编程轨迹与对比编程轨迹是否相干涉来判断刀具是否有干涉。可选地,标的编程轨迹为将要进行加工的那一条编程轨迹,对比编程轨迹为相临近的多条可能发生干涉的编程轨迹。即在准备对这一段工件进行加工时,需判断刀具会不会切到临近的工件区域。在其他实施方式中,可以选取所存储的任一条编程轨迹作为标的编程轨迹,其他的则为对比编程轨迹。
[0024]
其中,需逐一判断标的编程轨迹与其他所有对比编程轨迹是否相干涉;若标的编程轨迹与所有对比编程轨迹都不相干涉,则判定刀具无干涉;若标的编程轨迹与任一条对比编程轨迹相干涉,则判定刀具有干涉。即刀具不能切到任意一处工件。当判定为刀具有干涉时,进行报警停机或做回避干涉处理,以减少坏件的产生。
[0025]
S402:计算编程轨迹的刀具对侧边沿轨迹。
[0026]
具体地,刀具发生干涉是因为刀具的对侧会切到已完成工件,那么直接判断刀具对侧的轨迹与其他编程轨迹(工件轮廓线)的关系就能直接明了的得知刀具对侧能不能切到工件了。其中,刀具对侧边沿轨迹是将标的编程轨迹沿刀具半径补偿方向偏移一个刀具直径的距离得到的。如图5所示,以编程轨迹505为标的编程轨迹,编程轨迹502为对比编程轨迹进行说明。轨迹51为刀具中心轨迹,轨迹52为刀具对侧边沿轨迹,编程轨迹505到刀具中心轨迹51的距离为一个刀具半径的距离,编程轨迹505到刀具对侧边沿轨迹52的距离为一个刀具直径的距离,也就是对侧边沿轨迹52为将编程轨迹505沿刀具半径补偿方向偏移了一个刀具直径的距离。其中,刀具对侧边沿轨迹52与刀具中心轨迹51的连接方式相同,即,如果刀具中心轨迹是圆弧连接,那么刀具对侧边沿轨迹也是圆弧连接,如果刀具中心轨迹是直线连接,那么刀具对侧边沿轨迹也是直线连接。具体地,刀具在对工件进行加工时沿刀具中心轨迹51运动,刀具的一侧沿编程轨迹505运动用于切削工件,刀具的对侧沿刀具对侧边沿轨迹52运动。
[0027]
S403:判断刀具对侧边沿轨迹是否与对比编程轨迹相交。
[0028]
其中,当刀具的对侧随刀具沿刀具对侧边沿轨迹52运动时,为防止干涉,刀具的对侧不能切到已完成工件区域,也就是刀具对侧边沿轨迹不能与对比编程轨迹(已完成工件的轮廓线)相交。
[0029]
若刀具对侧边沿轨迹与对比编程轨迹相交,则说明标的编程轨迹起点/拐点到对比编程轨迹所在线段的最短距离小于刀具直径,且对比编程轨迹和刀具中心轨迹在起点/拐点的同一侧,进而判定标的编程轨迹与对比编程轨迹相干涉。即当刀具沿工件内轮廓加工时,已完成工件与待加 工工件的距离小于刀具直径时,刀具的对侧就会过切到已完成工件相干涉。
[0030]
若刀具对侧边沿轨迹与对比编程轨迹不相交,则说明标的编程轨迹起点/拐点到对比编程轨迹所在线段的最短距离大于等于刀具直径,或对比编程轨迹和刀具中心轨迹分别在起点/拐点的两侧,进而判定标的编程轨迹与对比编程轨迹不相干涉。即当刀具沿工件内轮廓加工时,已完成工件与待加工工件的距离大于刀具直径时,刀具的对侧不会过切到已完成工件。或当刀具沿工件外轮廓加工时,也不相干涉
[0031]
图5所示情况,标的编程轨迹505的刀具对侧边沿轨迹52与对比编程轨迹502相交,说明标的编程轨迹505与对比编程轨迹502会相干涉。
[0032]
在该实施方式中,直接用刀具对侧边沿轨迹进行判断,能够直观准确的判定两条编程轨迹是否会相干涉,提高了判别的准确性。但是若刀具中心轨迹是圆弧连接时,这种方法因为需要计算圆弧与圆弧之间的相交,会增大计算量。
[0033]
其中,在判断刀具对侧边沿轨迹是否与对比编程轨迹相交时,所参与判断的对比编程轨迹不包括与刀具对侧边沿轨迹相对应的编程轨迹。也就是当判断刀具对侧边沿轨迹52与编程轨迹501、502、503、504相交时,可以判定编程轨迹505与编程轨迹501、502、503、504相干涉;
[0034]
但是当判断刀具对侧边沿轨迹52与其相对应的编程轨迹505相交时,不能被认定为会发生干涉的情况;因为,若编程轨迹505的刀补方向发生变化,则其对侧边沿轨迹52必定会与编程轨迹505相交,而此时不相干涉。
[0035]
以上方案,通过利用刀具对侧边沿轨迹与编程轨迹的位置关系,一步判断即可得到两条编程轨迹是否相干涉;补充了现有检测方法的判定漏洞,能够提高检测判断时的准确度,减小漏判误判的概率,同时还能够有效减少计算量,将极大地提升该检测方法的实用性。
[0036]
请参阅图6,图6是本申请刀具半径补偿的干涉检测装置第一实施例的结构示意图。本实施例中的刀具半径补偿的干涉检测装置可以实现 上述的刀具半径补偿的干涉检测方法,该装置包括处理器601和存储器602。处理器601耦接存储器602,处理器601在工作时执行指令,以配合存储器602实现上述刀具半径补偿的干涉检测方法,处理器601在工作时,从存储器中获取一条编程轨迹;计算编程轨迹的刀具对侧边沿轨迹;判断刀具对侧边沿轨迹是否与对比编程轨迹相交;若刀具对侧边沿轨迹与对比编程轨迹相交,则判定编程轨迹与对比编程轨迹相干涉。具体工作过程与上述方法实施例中一致,故在此不再赘述,详细请参阅以上对应方法步骤的说明。其中,刀具半径补偿的干涉检测装置可以是数控计算机等。
[0037]
请参阅图7,图7是本申请具有存储功能的装置第一实施方式的结构示意图。本实施例中存储装置70存储有程序701,程序701被执行时实现上述的刀具半径补偿的干涉检测方法。具体工作过程与上述方法实施例中一致,故在此不再赘述,详细请参阅以上对应方法步骤的说明。其中具有存储功能的装置可以是便携式存储介质如U盘、光盘、移动硬盘、只读存储器(ROM,Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM,Random Access Memory)、磁碟等各种可以存储程序代码的介质,也可以是终端、服务器等。
[0038]
以上方案,本申请所提供的方案,一步判断即可实现判断编程轨迹上起点/拐点到对比编程轨迹所在线段的最短距离是否小于刀具直径,并判断对比编程轨迹和刀具中心轨迹是否在所述起点/拐点的同一侧;利用了刀具的运动轨迹与编程轨迹的位置关系,补充了现有检测方法的判定漏洞,能够提高检测判断时的准确度,减小漏判误判的概率,同时还能够有效减少计算量,将极大地提升该检测方法的实用性。
[0039]
在本申请所提供的几个实施方式中,应该理解到,所揭露的系统,装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施方式仅仅是示意性的,例如,所述模块或单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是 通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
[0040]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施方式方案的目的。
[0041]
另外,在本申请各个实施方式中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0042]
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。
[0043]
以上所述仅为本申请的实施方式,并非因此限制本申请的专利范围,凡是利用本申请说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本申请的专利保护范围内。

权利要求书

[权利要求 1]
一种刀具半径补偿的干涉检测方法,其特征在于,所述方法包括: 获取一条编程轨迹; 计算所述编程轨迹的刀具对侧边沿轨迹; 判断所述刀具对侧边沿轨迹是否与对比编程轨迹相交; 若所述刀具对侧边沿轨迹与所述对比编程轨迹相交,则判定所述编程轨迹与所述对比编程轨迹相干涉。
[权利要求 2]
根据权利要求1所述的刀具半径补偿的干涉检测方法,其特征在于,所述方法还包括:若所述刀具对侧边沿轨迹与所述对比编程轨迹不相交,则判定所述编程轨迹与所述对比编程轨迹无干涉。
[权利要求 3]
根据权利要求1所述的刀具半径补偿的干涉检测方法,其特征在于,所述计算所述编程轨迹的刀具对侧边沿轨迹包括: 将所述编程轨迹沿刀具半径补偿方向偏移一个刀具直径的距离,得到所述刀具对侧边沿轨迹,且所述刀具对侧边沿轨迹的连接方式与所述刀具中心轨迹的连接方式相同。
[权利要求 4]
根据权利要求1所述的刀具半径补偿的干涉检测方法,其特征在于,所述方法还包括: 逐一判断所述编程轨迹与其他所有对比编程轨迹是否相干涉; 若所述编程轨迹与所有对比编程轨迹都不相干涉,则判定刀具无干涉;若所述编程轨迹与任一条对比编程轨迹相干涉,则判定刀具有干涉。
[权利要求 5]
根据权利要求1所述的刀具半径补偿的干涉检测方法,其特征在于,所述方法还包括: 当判定为刀具有干涉时,进行报警停机或做回避干涉处理。
[权利要求 6]
一种刀具半径补偿的干涉检测装置,其特征在于,所述装置包括处理器和存储器,所述处理器耦接所述存储器; 所述处理器在工作时,从所述存储器中获取一条编程轨迹; 计算所述编程轨迹的刀具对侧边沿轨迹; 判断所述刀具对侧边沿轨迹是否与对比编程轨迹相交; 若所述刀具对侧边沿轨迹与所述对比编程轨迹相交,则判定所述编 程轨迹与所述对比编程轨迹相干涉。
[权利要求 7]
根据权利要求6所述的刀具半径补偿的干涉检测装置,其特征在于,所述判断刀具对侧边沿轨迹是否与对比编程轨迹相交包括: 若所述刀具对侧边沿轨迹与所述对比编程轨迹不相交,则判定所述编程轨迹与所述对比编程轨迹不相干涉。
[权利要求 8]
根据权利要求6所述的刀具半径补偿的干涉检测装置,其特征在于,所述计算所述编程轨迹的刀具对侧边沿轨迹包括: 将所述编程轨迹沿刀具半径补偿方向偏移一个刀具直径的距离,得到所述刀具对侧边沿轨迹,且所述刀具对侧边沿轨迹的连接方式与所述刀具中心轨迹的连接方式相同。
[权利要求 9]
根据权利要求6所述的刀具半径补偿的干涉检测装置,其特征在于,所述方法还包括: 逐一判断所述编程轨迹与其他所有对比编程轨迹是否相干涉; 若所述编程轨迹与所有对比编程轨迹都不相干涉,则判定刀具无干涉;若所述编程轨迹与任一条对比编程轨迹相干涉,则判定刀具有干涉。
[权利要求 10]
根据权利要求6所述的刀具半径补偿的干涉检测装置,其特征在于,所述方法还包括: 当判定刀具有干涉时,进行报警停机或做回避干涉处理。
[权利要求 11]
一种具有存储功能的装置,其中,所述装置存储有程序,所述程序被执行时实现权利要求1-5任一项所述的刀具半径补偿的干涉检测方法。

附图

[ 图 1]  
[ 图 2]  
[ 图 3]  
[ 图 4]  
[ 图 5]  
[ 图 6]  
[ 图 7]