[发明专利]一种面向多加工场景的多轴轨迹压缩方法

权利要求书

1.一种面向多加工场景的多轴轨迹压缩方法，其特征在于,包括：

S1.对原始刀位点进行区间划分；

S2.选取每个刀位点子区间的初始压缩节点序列；

S3.对每个初始压缩节点序列中的刀位点分别计算其节点矢量，并采用C2连续且单调的三次有理样条构建刀尖曲线与刀轴曲线的参数同步关系；

S4.根据每个子区间初始压缩节点序列中的节点、节点矢量和首末端点切矢，反算控制点，进而得到刀尖B样条轨迹，再结合刀尖曲线与刀轴曲线的参数同步关系得到刀轴B样条轨迹；

S5.计算每个刀尖点在刀尖点B样条轨迹上的垂足到刀尖点的误差，若所有误差均小于0，则进入步骤S6，否则选择误差最大的刀位点，将其加入到初始压缩节点序列，返回执行步骤S3；

S6.计算压缩后所有刀尖点对应的刀轴角度偏差；若所有刀轴角度偏差均小于给定允许值，则进入步骤S7，否则选择刀轴角度偏差最大的刀位点，将其加入到初始压缩节点序列，返回执行步骤S3；

S7.遍历所有压缩节点，若相邻压缩节点之间没有其它刀位点，则计算相邻压缩节点之间的弦高误差，若弦高误差均满足设定要求，则输出步骤S4压缩得到的B样条轨迹；否则，针对弦高误差最大的一段，重新进行区间划分，各个区间再依次进入步骤S2中进行压缩。

2.根据权利要求1所述的一种面向多加工场景的多轴轨迹压缩方法，其特征在于，步骤S5具体为，计算每个刀尖点在刀尖点B样条轨迹上的垂足到刀尖点所构成的允差空间的超允差误差，若所有超允差误差均小于0，则进入步骤S6，否则选择超允差误差最大的刀位点，将其加入到初始压缩节点序列，返回执行步骤S3；其中，允差空间为刀位点在满足误差要求下可以调整的位置所构成的空间；超允差误差为任意一空间点到允差空间外表面的距离。

3.根据权利要求2所述的一种面向多加工场景的多轴轨迹压缩方法，其特征在于，对于减材制造，其允差空间是以刀位点为球心，以允许轮廓误差大小为半径的球型空间。

4.根据权利要求3所述的一种面向多加工场景的多轴轨迹压缩方法，其特征在于，超允差误差为任意一空间点到球形空间外表面的距离。

5.根据权利要求2所述的一种面向多加工场景的多轴轨迹压缩方法，其特征在于，对于增材加工，其允差空间为圆柱体，所述圆柱体底面圆半径为切向允差绝对值，高为正允差与负允差绝对值之和；其中，切向允差为加工轮廓允差，方向为允差向量的正交方向；允差向量为刀位点在工件表面上的正交投影点指向刀位点的单位矢量；正允差为允差向量方向的允差；负允差为允差向量反方向的允差。

6.根据权利要求5所述的一种面向多加工场景的多轴轨迹压缩方法，其特征在于，超允差误差的计算过程具体为，

若空间任意一点P与第i个刀尖点C_i的连线C_iP与允差空间圆柱体的交点在允差空间圆柱体的底面，且α小于π/2，超允差误差为：

||C_iP||表示C_i与P之间的距离，D_n表示正允差，α表示连线C_iP与允差向量N_i之间夹角，表示刀轴矢量在轨迹切矢方向上的投影模长，表示刀轴矢量，表示第i个刀尖点切矢；

若连线C_iP与允差空间圆柱体的交点在允差空间圆柱体的圆柱面，超允差误差为：

D_t表示切向允差；

若连线C_iP与允差空间圆柱体的交点在允差空间圆柱体的底面，且α大于π/2，超允差误差为：

D_-n表示负允差。