[发明专利]可实现数控机床曲面加工的三坐标圆弧插补方法及装置

摘要

可实现数控机床曲面加工的三坐标圆弧插补方法及装置，用于解决三坐标空间圆弧插补问题。其技术方案是，将空间圆弧曲线看成球面和过球面圆心平面兀交线的一部分；在该平面π中建立新坐标系O-uvw；利用一个相交多边形逼近圆弧，采用周期插补递推计算方式，对该圆弧曲线进行插补计算；将计算结果变换到原坐标系，并最终求得数控加工的控制数据。本发明的优点是：1．实现了三维空间圆弧插补；2．以相交多边形实现圆弧插补逼近，使加工精度和速度得以提高。可直接空间圆弧加工，周期插补、时间分割，数控程序简化，加工精度高。本发明可用于现有机床数控系统或配置相应外围设备构成机床数控系统使用。

主权项

一种可实现数控机床曲面加工的三坐标圆弧插补方法，其特征在于，它采用如下步骤进行：    a．将待加工空间曲线分解成小段圆弧；    b．将空间圆弧曲线看成球面和过球面圆心平面丌交线的一部分，在平面π上建立新坐标系O‑uvw，新坐标系的原点与原坐标系O‑xyz的原点重合，新坐标系的Ou、Ov坐标轴在平面丌上，0w坐标轴取平面π的法线方向；    c．将原坐标系O‑xyz的空间圆弧曲线转换成新坐标系O‑uvw的平面圆弧曲线；    d．利用一个相交多边形逼近圆弧，采用周期插补递推计算方式，对该平面圆弧曲线进行圆弧插补；    e．将计算得到的插补坐标值再变换到原空间坐标系，求得三坐标空间圆弧周期递推插补的插补点坐标值；    f．用本次插补点坐标值分别减去上次插补点的坐标值，求得本次圆弧插补的各坐标增量，所述坐标增量即为三坐标空间圆弧曲线的周期粗插补计算控制数据； 可实现数控机床曲面加工的三坐标圆弧插补方法在所述周期粗插补计算步骤之后增设精插补控制步骤，将三坐标周期粗插补计算控制数据转换成数控机床伺服系统精插补信号，控制数控机床x、y、z坐标移动；所述控制信号为电平控制信号或脉冲控制信号；所述多边形逼近圆弧可以是相交多边形、或内接多边形。