本發(fā)明屬于數(shù)控加工技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種3d輪廓倒角加工路徑的生成方法。

背景技術(shù)：

倒角加工，是通過錐度刀加工產(chǎn)品的鋒利楞線，達(dá)到安全美觀的效果。傳統(tǒng)的輪廓倒角路徑是采用輪廓曲線等距并保留曲線高度的方式生成，該方法簡單方便，較適用于平面倒角加工，對于3d輪廓倒角來說，由于錐度刀在不同高度刀具直徑不同，高度越高，直徑越大，高度變化時易與模型其他部位相碰撞，從而產(chǎn)生過切。為此，國外研究機(jī)構(gòu)研究了一種基于曲面投影方式生成倒角路徑的方法，根據(jù)刀具半徑等距輪廓線，然后將等距后的輪廓線向倒角面投影，得到倒角加工路徑。這種方法生成的3d輪廓倒角路徑不會過切，但是需要預(yù)先做好倒角加工后的曲面造型，過程繁瑣，不易操作，并且只能生成錐度刀上倒角加工路徑，對于下倒角還需要進(jìn)行翻面加工，加工效率和加工精度不易保證。

另外，批量加工時，存在刀具磨損，需要使用刀具半徑磨損補(bǔ)償功能，由于現(xiàn)有的半徑磨損補(bǔ)償功能不能基于刀觸點(diǎn)建立磨損補(bǔ)償方向，進(jìn)行補(bǔ)償后會不準(zhǔn)確，導(dǎo)致在3d輪廓高度變化位置倒角寬度不一致。同時，由于現(xiàn)有的3d輪廓倒角方法，不能保證使用同一刃高范圍進(jìn)行加工，刀具磨損后，會在倒角面上留下臺階，影響產(chǎn)品表面效果。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種3d輪廓倒角加工路徑的生成方法，不僅能夠生成上倒角加工路徑，還能夠編輯燕尾刀下倒角加工路徑，而且能夠保證在3d輪廓高度變化位置不過切，倒角寬度一致，倒角面沒有臺階，表面加工效果好。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)的：一種3d輪廓倒角加工路徑的生成方法，包括以下步驟：

步驟a，以上倒角面的上邊界線或下倒角面的下邊界線為拉伸曲線沿z軸方向做拉伸面，建立倒角加工的檢查模型；其中，上倒角面為使用錐度刀加工上倒角時的倒角面，下倒角面為使用燕尾刀加工下倒角時的倒角面；

步驟b，采用2d輪廓曲線等距保留曲線高度方式生成初始倒角加工路徑；

步驟c，沿z軸方向移動初始倒角加工路徑的路徑點(diǎn)，直到刀具觸碰到步驟a所生成的檢查模型，并以觸碰點(diǎn)作為該路徑點(diǎn)的刀觸點(diǎn)；

步驟d，分別連接各路徑點(diǎn)及其對應(yīng)的刀觸點(diǎn)，以二者連線在水平面的投影作為該路徑點(diǎn)的三維半徑磨損補(bǔ)償方向；

步驟e，分別沿z向和三維半徑磨損補(bǔ)償方向調(diào)整各路徑點(diǎn)的位置，生成等刃高路徑。

上述一種3d輪廓倒角加工路徑的生成方法，所述步驟e包括：

步驟e1，通過刀觸點(diǎn)和路徑點(diǎn)計算出各路徑點(diǎn)實際的刀具半徑；

步驟e2，根據(jù)刀具角度計算出各路徑點(diǎn)實際使用刀具的刃高；

步驟e3，分別計算各路徑點(diǎn)實際刃高與理論刃高的差值以及實際刀具半徑與理論刀具半徑的差值；

步驟e4，沿z向調(diào)整各路徑點(diǎn)的高度，使所有路徑點(diǎn)對應(yīng)的刀觸點(diǎn)在刀具上的位置高度保持一致；

步驟e5，沿路徑點(diǎn)的三維半徑磨損補(bǔ)償方向調(diào)整各路徑點(diǎn)，使刀具與刀觸點(diǎn)相切。

上述一種3d輪廓倒角加工路徑的生成方法，所述步驟a包括：

步驟a1，根據(jù)拾取曲線類型偏移曲線，獲得上倒角面的上邊界線或下倒角面的下邊界線；其中，曲線類型包括倒角面上邊界線、倒角面下邊界線以及角棱線；

步驟a2，生成豎直拉伸面，建立倒角加工的檢查模型，使用錐度刀加工上倒角，是以上倒角面的上邊界線為拉伸曲線，向下拉伸得到豎直拉伸面；使用燕尾刀加工下倒角，則以下倒角面的下邊界線為拉伸曲線，向上拉伸得到豎直拉伸面。

上述一種3d輪廓倒角加工路徑的生成方法，所述步驟e之后還包括：

步驟f，對等刃高路徑進(jìn)行光順處理。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：本發(fā)明采用輪廓線生成倒角加工模型，過程簡單，易于操作，不僅支持錐度刀上倒角加工，而且支持燕尾刀下倒角加工，下倒角不需要翻面，加工效率和加工精度均得到有效保證；同時，基于刀觸點(diǎn)的三維半徑磨損補(bǔ)償方向以及等刃高加工，可有效保證倒角面加工寬度一致，表面質(zhì)量好。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法的流程示意圖。

圖2是本發(fā)明方法建立倒角加工檢查模型過程示意圖。

圖2-1是本發(fā)明方法倒角面下邊界線偏移獲得上邊界線的示意圖。

圖2-2是本發(fā)明方法角棱線偏移獲得倒角面上邊界線的示意圖。

圖2-3是本發(fā)明方法所生成的上倒角面加工檢查模型示意圖。

圖2-4是本發(fā)明方法所生成的下倒角面加工檢查模型示意圖。

圖3是本發(fā)明方法所生成的初始倒角加工路徑示意圖。

圖4是本發(fā)明方法初始倒角加工路徑局部過切示意圖。

圖5是本發(fā)明方法刀觸點(diǎn)計算方法示意圖。

圖6是本發(fā)明方法三維半徑磨損補(bǔ)償方向的計算原理示意圖。

圖7是本發(fā)明方法生成等刃高路徑的調(diào)整過程示意圖。

圖8是本發(fā)明方法等刃高路徑的實現(xiàn)原理示意圖。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖與具體實施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。

如圖1所示，本發(fā)明的一種3d輪廓倒角加工路徑的生成方法，包括以下步驟：

步驟100，建立倒角加工檢查模型；

步驟200，采用2d輪廓曲線等距保留曲線高度方式生成初始倒角加工路徑；

步驟300，計算各路徑點(diǎn)的刀觸點(diǎn)；

步驟400，計算基于刀觸點(diǎn)的三維半徑磨損補(bǔ)償方向；

步驟500，調(diào)整路徑點(diǎn)位置生成等刃高路徑；

步驟600，對等刃高路徑進(jìn)行光順處理。

圖2顯示了步驟100建立倒角加工檢查模型的具體過程，包括：

步驟101，根據(jù)拾取曲線類型偏移曲線，其中，曲線類型包括倒角面的上邊界線、下邊界線以及角棱線；對于采用錐度刀進(jìn)行上倒角面加工時，需要獲得上倒角面的上邊界線，若拾取曲線類型為下邊界線或角棱線，則需要進(jìn)行偏移以獲得上邊界線；而對于采用燕尾刀進(jìn)行下倒角面加工時，則需要獲得下倒角面的下邊界線，若拾取曲線類型為上邊界線或角棱線，則需要進(jìn)行偏移以獲得下邊界線；圖2-1和圖2-2分別顯示的是上倒角加工時所拾取的下邊界線和角棱線的偏移過程；

步驟102，以步驟101中獲得的上邊界線或下邊界線為拉伸曲線沿z軸方向做拉伸面，建立倒角加工的檢查模型；對于采用錐度刀進(jìn)行上倒角面加工時，是以上倒角面的上邊界線為拉伸曲線，向下拉伸得到豎直拉伸面，如圖2-3所示；而對于采用燕尾刀進(jìn)行下倒角面加工時，則以下倒角面的下邊界線為拉伸曲線，向上拉伸得到豎直拉伸面，如圖2-4所示。

圖3顯示了步驟200采用2d輪廓曲線等距保留曲線高度方式生成的初始倒角加工路徑，該路徑有可能會在3d輪廓高度變化位置存在過切，如圖4所示；因此，需要對該路徑進(jìn)行后續(xù)步驟的調(diào)整。

圖5顯示了步驟300刀觸點(diǎn)的計算方法，即沿z軸方向移動初始倒角加工路徑的路徑點(diǎn)，直到刀具觸碰到步驟100中所生成的檢查模型，并以觸碰點(diǎn)作為該路徑點(diǎn)的刀觸點(diǎn)。

圖6顯示了步驟400三維半徑磨損補(bǔ)償方向的計算原理，即分別連接路徑點(diǎn)o及其對應(yīng)的刀觸點(diǎn)m，以二者連線om在水平面的投影on方向作為該路徑點(diǎn)的三維半徑磨損補(bǔ)償方向。

圖7和圖8顯示了步驟500等刃高路徑的具體調(diào)整過程和實現(xiàn)原理，包括：

步驟501，通過刀觸點(diǎn)和路徑點(diǎn)計算出各路徑點(diǎn)實際的刀具半徑；

步驟502，根據(jù)刀具角度計算出各路徑點(diǎn)實際使用刀具的刃高；

步驟503，計算各路徑點(diǎn)實際刃高與理論刃高的差值△h和實際刀具半徑與理論刀具半徑的差值△r；

步驟504，沿z向調(diào)整各路徑點(diǎn)的高度，調(diào)整值為△h，使所有路徑點(diǎn)對應(yīng)的刀觸點(diǎn)在刀具上的位置高度保持一致；

步驟505，沿路徑點(diǎn)的三維半徑磨損補(bǔ)償方向調(diào)整各路徑點(diǎn)，調(diào)整值為△r，使刀具與刀觸點(diǎn)相切。

本發(fā)明還可對路徑點(diǎn)的高度進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，能夠有效保證所生成的路徑不過切，并保證倒角面加工寬度一致，獲得較好的表面加工質(zhì)量。

盡管上文對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說明，但是本發(fā)明不限于此，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)本發(fā)明的原理進(jìn)行各種修改。因此，凡按照本發(fā)明原理所作的修改，都應(yīng)當(dāng)理解為落入本發(fā)明的保護(hù)范圍。