[发明专利]一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法

说明书

本发明公开了一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法，包括：接收输入的刀具半径r；获取DXF文件中待计算刀具补偿的切割轮廓，所述切割轮廓包括若干个轮廓点，且相邻两个轮廓点之间采用直线或曲线连接，并且按照曲度将曲线分为圆弧和椭圆弧；按轮廓点解析切割轮廓，将切割轮廓拆分为三种类型的片段，三种类型的片段包括直线与直线连接的片段、直线与圆弧连接的片段、以及直线与椭圆弧连接的片段；针对不同类型的片段采用对应的方式进行补偿，得到原始轮廓进行刀具半径补偿后的刀具中心运动轮廓。本发明补偿方式简单，且根据多种轮廓形状进行分段补偿，适应性广，有效提高切割精度。

技术领域

本申请属于数控加工技术领域，具体涉及一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法。

背景技术

随着我国机械制造业、模具制造业的快速发展，铣刀的应用越来越广泛，雕铣的精度要求越来越高，向着高精度方向发展。

立铣刀是数控机床上用得最多的一种铣刀，立铣刀的圆柱表面和端面上都有切削刀，它们可同时进行切削，也可单独进行切削。主要用于平面铣削、凹槽铣削、台阶面铣削和仿形铣削。这些加工都要求高精度，这给技术人员的开发带来了很大的难度。

刀具半径补偿是数控加工过程的必不可少的一部分，在数控加工中，因为刀具有一定尺寸，刀具中心的运动轨迹与实际轮廓的轨迹不一致，所以需要进行刀具半径补偿，本发明针对的是DXF文件和立铣刀这种道具形式，提出的一种刀具半径补偿方法。

发明内容

本申请的目的在于提供一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法，补偿方式简单，且根据多种轮廓形状进行分段补偿，适应性广，有效提高切割精度。

为实现上述目的，本申请所采取的技术方案为：

一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法，所述基于DXF文件的刀具半径补偿方法，包括：

步骤1、接收输入的刀具半径r；

步骤2、获取DXF文件中待计算刀具补偿的切割轮廓，所述切割轮廓包括若干个轮廓点，且相邻两个轮廓点之间采用直线或曲线连接，并且按照曲度将曲线分为圆弧和椭圆弧；

步骤3、按轮廓点解析切割轮廓，根据DXF文件ENTITIES段块中各线条的标志，将切割轮廓拆分为三种类型的片段，三种类型的片段包括直线与直线连接的片段、直线与圆弧连接的片段、以及直线与椭圆弧连接的片段；

步骤4、针对不同类型的片段采用对应的方式进行补偿，得到原始轮廓进行刀具半径补偿后的刀具中心运动轮廓；

其中，所述直线与椭圆弧连接的片段的补偿方式如下：

已知待补偿片段的轨迹为线段DC和椭圆弧CB，且椭圆弧CB的圆心在DXF文件中的坐标为(m,n)，椭圆弧CB的长半轴为a，椭圆弧CB的短半轴为b；

根据线段DC偏置刀具半径r后得到补偿轨迹为线段D′C′，以椭圆圆心坐标(m,n)、长半轴为a+r、短半轴为b+r作椭圆弧的预补偿轨迹，椭圆弧的预补偿轨迹与线段D′C′相交于点C′；

过B点作椭圆弧CB的切线得到PQ，过B点作PQ的垂线与椭圆弧的预补偿轨迹相交于B′，得到椭圆弧CB偏置刀具半径r后的补偿轨迹为椭圆弧C′B′；

根据已知的D点、C点和B点在DXF文件中的坐标，求解得到D′点、C′点和B′点的坐标，并根据椭圆弧圆心坐标(m,n)、长半轴为a+r、短半轴为b+r可以求得椭圆弧C′B′的方程，其中C′点是椭圆弧的起点，B′点是椭圆弧的终点，根据D′点和C′点的坐标得到线段D′C′的方程，更新DXF文件，得到刀具补偿后的轨迹为线段D′C′和椭圆弧C′B′；

其中，所述直线与圆弧连接的片段的补偿方式如下：