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圓弧曲線數控生產程序的探討及分析

作者:天乙數控機床時間:2022-02-10797次瀏覽

信息摘要:

處理方法由于圓弧樣條擬合法比其它樣條擬合法更簡單、準確,而且得到的擬合曲線給出的是直接用于數控加工的圓弧信息。這些信息包括圓弧起始坐標、圓弧半徑、圓弧方向等。下面本文就對圓弧擬合的形成與算法進行探討。切點的位置在給定的Aj、Bj角的條件下,我們規定作圓弧樣條時,公切點T取在節點連線的中垂線上,這樣規定后可

處理方法由于圓弧樣條擬合法比其它樣條擬合法更簡單、準確,而且得到的擬合曲線給出的是直接用于數控加工的圓弧信息。這些信息包括圓弧起始坐標、圓弧半徑、圓弧方向等。下面本文就對圓弧擬合的形成與算法進行探討。切點的位置在給定的Aj、Bj角的條件下,我們規定作圓弧樣條時,公切點T取在節點連線的中垂線上,這樣規定后可使計算簡單,而且各段圓弧比較均勻。型值點間加密當曲線曲率較大而型值點給的較稀時,可能使曲率改變符號,用圓弧樣條擬合出來的曲線就會出現拐點,產生不光順。為了防止出現這一現象,在Pj和Pj+1之間加密一個點,此點取在PjPj+1的中垂線上或取在vPjPj+1C的內心(如直線段的處理本次處理的曲線*末段是直線段,可以采用下述方法統一處理,以避免將直線和曲線分段所引起的不便。當Pj、Pj+1和Pj+2三點共線時,5jX0、5j+1X0、5j+2X0.在弦切角關系中對應于Bj=5j,Aj=0,以及Bj+2=0,Aj+2=5j+2。對于Pj點,為了使Aj=0,可在關系式KjAj-1-3Aj+LjAj+1=bj+Gj中令Kj=Lj=0,bj=Gj=0對于Pj+1點,5j+1=0,Aj+1=Bj+1=0,因此可以繼續令Kj+1=Lj+1=0,bj+1=Gj+1=0。對于Pj+2點,令Kj+2=1,Lj+2=0,bj+2=35j+2,Gj+1=Aj+1由此得出bj+2=5j+2,Bj+2=0將上述關系式代入式中的矩陣,則可在統一的追趕法求解中自動生成所需的直線。AutoCAD擬合法上述確定各段圓弧半徑曲率端點及圓弧方向的計算量大,且需要編制的程序也很復雜,從而加大了編程的工作量。目前,我們使用通用繪圖軟件AutoCADR14所具有的圓弧擬合功能,可以大大簡化計算過程。


  具體步驟如下:(1)使用AutoCADR14支持的AutoLISP語言編制一段數據輸入程序,將所有的離散點一次性讀入AutoCADR14中并用多義線連接各離散點。(2)使用AutoCADR14中PEDIT命令對該多義線進行編輯處理。選擇Fit選項,將折線處理成由多段圓弧連接的多義線。由于直接使用了AutoCADR14提供的圓弧擬合功能,可以大大提高曲線擬合的精確性和光滑性。(3)利用AutoCADR14生成擬合曲線的數據交換文件(*.DXF文件),即使用DXFOUT命令將擬合后的圖形數據輸出到指定的交換文件中去,這樣可以使圖形文件轉變為可與應用程序交換的數據文件。(4)使用通用算法語言編程,將圖形交換文件中的數據進行處理,用數控機床所能接受的代碼格式輸出到數據文件中去。(5)使用編程器對上述數據文件進行編輯,在首行加上機床輔助代碼,使該文件轉變為數控機床能直接接受的加工文件。(6)將此文件通過磁盤介質輸入到數控機床,從而實現對列表曲線的加工。


  在對列表點曲線進行加工時,上述兩種方法都能達到規定的要求,但后一種方法借用了Au-toCADR14的曲線擬合功能,免去了大量繁瑣的擬合計算編程,可以作到快捷準確,但也必須編寫接口程序來對圖形數據文件進行相應處理。總的說來,后一種方法更為方便可靠。經過這樣處理以后,加工此類列表點曲線可以作到數據的輸入與輸出均由應用程序來實現,且*終得到的結果是可直接用于數控加工的文件。這樣不僅具有數據處理功能,而且具有CAM軟件的后置輸出功能,初步具有了CAD/CAM軟件的特點。這樣既減輕了大量數據輸入輸出的工作量,又提高了數據的可靠性。利用這種方法,可以成功地實現列表點曲線的加工,并且達到規定的要求與精度。


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