CN102354156A - 基于数控操作系统下的型槽加工轨迹规划方法 - Google Patents

Abstract

基于数控操作系统下的型槽加工轨迹规划方法，它涉及一种型槽加工轨迹规划方法。本发明为了解决采用现有的加工方法加工型槽存在型槽型腔加工表面质量及粗糙度不一致的问题。技术要点：将加工轨迹次数作为设定的条件变量，只需推导出出组合线段总长公式，就可以通过改变加工轨迹数n来改变轨迹间距步长值；组合线段总长等于直线段长度和圆弧段长度之和，除以设定的轨迹数可求得轨迹间距在组合线段投影的步长值，轨迹间距在直线段部分的投影间距即为上面计算出的步长值，组合线段中的直线段与圆弧段结合部的两条轨迹间距投影为一小段直线段和一小段圆弧段共同组成推导出出上述一小段直线段和一小段圆弧段长度公式。本发明方法使边倒圆型槽开槽精加工的精度一致。

Description

基于数控操作系统下的型槽加工轨迹规划方法

技术领域

本发明涉及一种型槽加工轨迹规划方法，具体涉及的是在数控操作系统下型槽侧壁及底边圆角的加工轨迹规划方法。

背景技术

以前零件凹槽边倒圆形成圆角面在三轴加工过程中通常用与圆角面半径一致凸半圆铣刀(或球刀)，随着模具等加工领域及CNC技术的快速发展，现在通常是借助PROE、UG等软件绘制图形建模后并通过这些软件的CAM功能对图形建模进行后处理自动生成程序，将程序输入机床来完成加工。但由于软件加工环境的局限性，对于三轴型腔铣加工只能进行在切削深度方向等高线截面法或高级腔铣分区域层切法后置处理生成程序来完成逐层型腔轮廓面刀具轨迹的描述(轨迹图形与等高地势图相仿)，而国内外对于型腔截面轮廓的加工刀具轨迹算法有很多论述，如：等参数轨迹加工法、截面法、等距偏置法，这些论述多是对五轴曲面加工截面轮廓的算法研究，对于三轴加工一些型腔的纵剖截面轨迹边缘轮廓线为组合曲线加工方式极少，而计算机自动编程软件三轴加工型腔编程方式也存在一些不尽如人意之处，不能全面的考虑型腔在切削深度方向等高线截面法或高级腔铣分区域层切法后置处理生成的刀具轨迹间距在型腔内表面纵剖视图投影间距可能不均的问题，当型腔纵剖面边界轮廓线为直线或斜线时，上述间距投影是均匀的，当型腔纵剖面边界轮廓线为曲线(圆弧)或组合线时，上述轨迹投影间距是不均匀的(如图5)，这直接影响了加工件的表面加工质量是否一致，而一些理论上的数学解法复杂、繁琐，在应用到实际加工中存在着是否具有良好的适用性问题，即便有可行的算法也很难适应现在数控加工提倡的高效柔性加工的要求，因为加工过程中对于不同的刀具的选择、加工表面质量的要求不同、尺寸公差的不同，都需要调整参数重新计算刀具轨迹的排列方式，很难满足高效的柔性加工。所以有必要在数控操作系统(可取代计算机编程软件)基础上对一些典型的剖截面轮廓线为规则曲线型腔——边倒圆型槽的加工轨迹进行规划，使型槽的型腔加工表面质量及粗糙度一致。

因此说，现有的计算机编程系统在三轴加工中，对于边倒圆型槽开槽精加工时，切削深度方向等高线截面法或高级腔铣分区域层切法后置处理生成的刀具轨迹间距在槽的内表面上投影间距不均从而影响加工表面质量不一致(如图5)。

发明内容

本发明为了解决采用现有的加工方法加工型槽存在型槽型腔加工表面质量及粗糙度不一致的问题，进而提供了一种基于数控操作系统下的型槽加工轨迹规划方法；所述方法可直接在数控操作系统对边倒圆型槽开槽精加工，是一种高效柔性的型槽加工轨迹规划方法。

本发明为解决上述技术问题采取的技术方案是：

本发明所述的基于数控操作系统下的型槽加工轨迹规划方法是按照以下步骤来实现的：

步骤A、基于图纸上型槽的纵剖面深度方向边界轨迹为由直线与圆弧的组成的纵剖图组合线段，将刀具的在深度方向的加工轨迹次数n(程序中的参数R₇)作为设定的条件变量规划出一组在纵剖图组合线段投影的均匀排列的点集，每相邻两点之间的距离就是相邻两条轨迹间距在纵剖图组合线段投影的步长值M，进而控制刀具层切轨迹在型槽的内表面投影间距排列均匀(参见图6)，具体过为：

步骤A1、计算纵剖图组合线段的长度：K＝L+C＝(H-R)+(πR/2)；

K表示纵剖图组合线段的长度；

L表示直线段的长度；

C表示圆弧段的弧段长度，为1/4弧长；

H表示槽深；

R表示圆角半径；

步骤A2、计算步长值M；

在直线段处得轨迹间距即为步长值M；

n为刀具的在深度方向的纵剖图组合线段的加工轨迹次数，为设定的条件变量；

步骤A3、求在直线段处的轨迹数f：

F＝(H-R)/M，

并对F舍位取整得直线段处的轨迹数f；

步骤A4、求在直线段最后次加工轨迹后剩余的直线段长度S、以及直线段最后一条轨迹与圆弧段第一条完整圆弧轨迹之间的圆弧段长度T：

$S=L-\mathrm{Mxf}=(H-R)-\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}\mathrm{xf}$

由此可得直线段最后一条轨迹与圆弧段第一条完整圆弧轨迹之间的圆弧段长度为：

$T=M-S=\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}-(H-R-\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}\mathrm{xf})$

步骤A5、求得圆弧段第一条轨迹在纵剖图组合线段的投影点位于圆弧段的起始圆心角：

$X=\frac{T}{\mathrm{\πR}/{180}^0}=\frac{\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}-(H-R-\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}\×f)}{\mathrm{\πR}/{180}^0},$

步骤A6、求得圆弧段相邻两条轨迹间距在圆弧段投影弧段对应的增量圆心角 $Y=\frac{M}{\mathrm{\πR}/{180}^0}=\frac{\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}}{\mathrm{\πr}/{180}^0},$

基于直线段处的轨迹数f、直线段最后次加工轨迹后剩余的直线段长度S、

圆弧段第一条轨迹在纵剖图组合线段的投影点位于圆弧段的起始圆心角X、圆弧段相邻两条轨迹间距在圆弧段投影弧段对应的增量圆心角Y以及步长值M这些参数来描述刀具切削点轨迹。

本发明具有以下有益效果：本发明提出了以边倒圆型槽精加工时设定刀具层切深度方向切削次数(即纵剖方向轨迹数量)通过自主研发的一系列算法，达到控制轨迹投影间距的均匀排列及排列的疏密程度，并保证加工面的表面质量一致。再通过数控程序的高柔性参数化，只要将图纸尺寸参数附值，就可实现不同尺寸的边倒圆型槽数控精加工。即用同一程序，同一刀具加工不同尺寸的零件，并可通过赋值不同的层切轨迹数n(程序中的参数R₇)来满足不同要求的表面质量要求。达到高效的柔性加工，且保证加工表面质量一致(参见图4和图5)。避免了通过计算机编程软件型腔在切削深度方向等高线截面法或高级腔铣分区域层切法后置处理生成的刀具轨迹间距在型腔内表面投影间距可能不均的问题，也不需通过计算机编程软件绘图、建模、后处理数据等冗长的编程过程。

附图说明

图1为利用本发明方法的轨迹排列规划图(规划后加工轨迹，F为直线与圆弧的交点；R1表示槽的长度，R2表示槽的宽度；在数控程序中“H”用“R3”表示)，图2是图I部放大图(在数控程序中“R”用“R4”表示)；图3是用于加工型槽刀具的结构示意图(1点为槽侧面固定切削刃，2点为槽圆角面动态切削刃，3点为刀具圆角圆心，O点为对刀点)；图4和图5分别为现有加工轨迹与利用本发明方法的规划后加工轨迹排列比较示意图；图6为本发明流程图；图7为数控加工程序流程图；图8为本发明加工对象-边倒圆型槽尺寸参数标示图(图8a是型槽的主视图，图8b是图8a的A-A剖视图，图8c是图8a的B-B剖视图，图8d是立体图)；图9为本发明在操作系统界面轨迹仿真模拟图；图10为本发明加工对象-边倒圆型槽建模效果图。

具体实施方式

具体实施方式一：如图1～10所示，本实施方式所述的基于数控操作系统下的型槽加工轨迹规划方法是按照以下步骤来实现的：

步骤A、基于图纸上型槽的纵剖面深度方向边界轨迹为由直线与圆弧的组成的纵剖图组合线段，将刀具的在深度方向的加工轨迹次数n(程序中的参数R₇)作为设定的条件变量规划出一组在纵剖图组合线段投影的均匀排列的点集，每相邻两点之间的距离就是相邻两条轨迹间距在纵剖图组合线段投影的步长值M，进而控制刀具层切轨迹在型槽的内表面投影间距排列均匀(参见图6)，具体过为：

步骤A1、计算纵剖图组合线段的长度：K＝L+C＝(H＝R)+(πR/2)；

K表示纵剖图组合线段的长度；

L表示直线段的长度；

C表示圆弧段的弧段长度，为1/4弧长；

H表示槽深；

R表示圆角半径；

步骤A2、计算步长值M；

在直线段处得轨迹间距即为步长值M；

n为刀具的在深度方向的纵剖图组合线段的加工轨迹次数，为设定的条件变量；

步骤A3、求在直线段处的轨迹数f：

F＝(H-R)/M，

并对F舍位取整得直线段处的轨迹数f；

步骤A4、求在直线段最后次加工轨迹后剩余的直线段长度S、以及直线段最后一条轨迹与圆弧段第一条完整圆弧轨迹之间的圆弧段长度T：

$S=L-\mathrm{Mxf}=(H-R)-\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}\mathrm{xf}$

由此可得直线段最后一条轨迹与圆弧段第一条完整圆弧轨迹之间的圆弧段长度为：

$T=M-S=\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}-(H-R-\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}\mathrm{xf})$

步骤A5、求得圆弧段第一条轨迹在纵剖图组合线段的投影点位于圆弧段的起始圆心角：

$X=\frac{T}{\mathrm{\πR}/{180}^0}=\frac{\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}-(H-R-\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}\×f)}{\mathrm{\πR}/{180}^0},$

步骤A6、求得圆弧段相邻两条轨迹间距在圆弧段投影弧段对应的增量圆心角 $Y=\frac{M}{\mathrm{\πR}/{180}^0}=\frac{\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}}{\mathrm{\πr}/{180}^0},$

基于直线段处的轨迹数f、直线段最后次加工轨迹后剩余的直线段长度S、

圆弧段第一条轨迹在纵剖图组合线段的投影点位于圆弧段的起始圆心角X、圆弧段相邻两条轨迹间距在圆弧段投影弧段对应的增量圆心角Y以及步长值M这些参数来描述刀具切削点轨迹。

根据槽的图示可见，槽的侧面与圆角面在剖视图上是一条直线与一圆弧段(1/4圆周)的组合曲线，计算机辅助设计软件(如UG)进行在切削深度方向等高线截面法后置处理生成程序，会发现程序轨迹在纵剖视图中槽的内表面上投影间距步长值在直线部分是等距的，在圆弧部分是不均匀的，随着弧度的曲率增大，间距的步长值变得越来越大(如轨迹比较图中弧段a’b’，参见图4和图5)，如何规划出等步长值的轨迹间距是问题的关键，如果简单地分别设定直线段和弧段的轨迹投影间距步长值，会出现直线长度、弧段长度除以各自的间距步长值后得出的轨迹数不是整数，这就意味着，刀具轨迹在直线长度、弧段长度最后一段间距为设定步长值的小数倍，小于设定的间距步长值，造成局部有一圈轨迹间距小，其表面质量与其他轨迹分布均匀的加工表面质量不一致，再有将组合曲线总长通盘考虑设定轨迹间距步长值，这样可得到两段曲线一致的步长值，但麻烦在于每次必须先算出两段线段的长度之和，再算出设定的间距步长值能否被整除，很繁琐。考虑以上因素，最佳方案是将加工轨迹次数作为设定的条件变量，只需推导出组合线段总长公式，就可以通过改变加工轨迹数n(程序中的参数R₇)来改变轨迹间距步长值，从而控制加工零件的表面质量。公式推导过程大体是：组合线段总长等于直线段长度和圆弧段长度之和，除以设定的轨迹数可求得轨迹间距在组合线段投影的步长值，这样轨迹间距在直线段部分的投影间距即为上面计算出的步长值，因为绝大多数时候直线段不能被该间距步长值整除，就存在于组合线段中的直线段与圆弧段结合部的两条轨迹间距投影为一小段直线段和一小段圆弧段共同组成的(如轨迹排列规划示意图)，需推导出出上述一小段直线段和一小段圆弧段长度公式，因为编制数控加工程序时需计算出圆弧段的第一条轨迹线在组合线段投影点位于圆弧段的位置或起始角度(即计算该点与圆弧段起点的夹角)。还需计算出给圆弧段处每两条加工轨迹间距投影对应圆弧段的夹角，即每两条轨迹间的对应的增量角度。轨迹间距在圆弧段的投影等距只能通过圆弧等角度分割圆弧得到。

公式推导过程：从已知条件：槽深H，圆角半径R，加工轨迹次数n，如图可推算：直线距离L＝H-R，1/4弧长C＝2πR/4＝πR/2，整个组合线段长度K＝L+C＝H-R+πR/2，每两条轨迹间距在组合线段投影的步长值长度

(在直线段处得轨迹间距投影步长值即为M)，接下来求在直线段处的轨迹数：F＝(H-R)/M，即得：

并对F舍位取整得轨迹数f，求在直线段最后次加工轨迹后剩余的直线段长度

由此可得直线最后一条轨迹与圆弧段第一条轨迹间组合线段中圆弧段长度： $T=M-S=\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}-(H-R-\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}\mathrm{xf}),$ 最终求得圆弧段第一条轨迹在组合线段的投影点位于圆弧段的起始角：

$X=\frac{T}{\mathrm{\πR}/{180}^0}=\frac{\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}-(H-R-\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}\×f)}{\mathrm{\πR}/{180}^0},$ 并可求得圆弧段相邻两条轨迹间距在圆弧段投影弧段对应的增量角

加上轨迹间距在直线段EF处(如图6)的投影步长值为上面求得为M，描述刀具切削点轨迹的条件基本具备了。

具体实施方式二：参见图3，本实施方式所述的基于数控操作系统下的型槽加工轨迹规划方法还包括步骤B：根据步骤A规划出的轨迹在选择适合的刀具的基础上计算出刀具的槽侧面固定切削刃(1)、槽圆角面动态切削刃(2)与刀具的的对刀点(O)的补偿值，描述出对刀点的轨迹；所述适合的刀具是指刀具的圆角小于待加工型槽的圆角半径R。其它步骤与具体实施方式一相同。

刀具的选择：因为槽型侧壁为直面，底边倒圆处为圆角面，我们选用圆角立铣刀比较合适，既能提高侧壁的加工效率，也可满足圆角面的表面质量，这样我们可以将步骤一得出的数据根据增量法描述刀具切削点1、2相对工件零点G54的轨迹(如轨迹排列规划示意图)，并转换成刀具对刀点O的轨迹，以上过程需用数控操作系统的指令在数控加工程序解决，为了增加程序的柔性，这个过程可以在程序用算术参数R作为变量(专指现在主流的SINUMERIK840D操作系统，其他操作系统的变量设置形式不同，原理相同的)，根据图纸和刀具的尺寸进行R参数赋值后描述完程序进而建立高柔性程序。设槽中心与工件端面的交点为工件加工零点G54.根据图纸的已知条件及步骤一规划的轨迹排列方式和推算结果，在程序中设槽长A为变量R₁，槽宽B为变量R₂，槽深H为变量R₃，槽底的圆角面半径R为变量R₄，刀具直径D为变量R₅，刀具圆角半径r为变量R₆，加工轨迹次数n为变量R₇，(如图6)

具体实施方式三：如图1～5及图6所示，本实施方式为利用本发明所述方法进行程序编制的具体过程：

步骤一、边倒圆型槽的轨迹均匀排列规划方法：

基于图纸上槽形的的已知尺寸(参见图4)统筹考虑槽的纵剖面边界轨迹为直线与圆弧过程的组合曲线，通过一系列的计算方法，按刀具的在深度方向的加工轨迹数n(程序中的参数R₇)的设定来规划出一组在纵剖图组合线投影的均匀排列的点集，进而控制刀具层切轨迹在槽的内表面投影间距排列均匀(参见图6)。

步骤二、计算组合线各段切削点与对刀点的补偿值及对刀点轨迹：

根据步骤一规划出的轨迹在选择适合的刀具的基础上计算出刀具切削点1、2与对刀点O的补偿值，描述出对刀点的轨迹。

步骤三：设计数控程序流程图，保证数控程序加工要素和条件约束条件的完整。

步骤四：通过图纸参数的设置，并用数控操作系统编程指令描述出高柔性的加工程序。

步骤五：在数控机床操作系统界面下进行不同参数设置的加工轨迹的仿真模拟，为零件加工提供有效地保证。

本发明方法可以采用下述数控程序实现(参见图7)：

％_N_XI_CAO3_MPF

；$PATH＝/_N_MPF_DIR

N0005 G54 G64 G90

N0010 M42 S200 F100 M03

R1＝300；槽长A为变量R1

R2＝200；槽宽B为变量R2

R3＝100；槽深H为变量R3

R4＝40；槽底的圆角面半径R为变量R4

R5＝30；刀具直径D为变量R5

R6＝5；刀具圆角半径r为变量R6

R7＝30；加工轨迹次数n为变量R7

N0015 R11＝R1/2；计算槽的长度方向槽边距槽中心加工零点G54的距离

N0020 R12＝R2/2；计算槽的宽度度方向槽边距槽中心加工零点G54的距离

N0025 R13＝R3-R4；计算槽深方向直线段EF的距离

N0028 R14＝R5/2；计算刀具半径

N0030 R15＝R11-R4；计算槽的长度方向圆角面圆心距槽中心加工零点G54的距离

N0040 R16＝R12-R4；；计算槽的宽度度方向圆角面圆心距槽中心加工零点G54的距离

N0045 R17＝3.142*R4/2；计算圆角面在纵剖面投影1/4圆弧段的长度

N0050 R18＝R14-R6；刀具底刃直刃部分半径

N0055 R21＝R13+R17；加工轨迹在纵剖面投影组合线段的长度

N0060 R22＝R21/R7；计算组合线段上刀具轨迹间的投影等间距步长值

N0065 R23＝R13/R22；直线段长度与等间距步长值的比值

N0070 R24＝TRUNC(R23)；对比值舍位取整计算直线段出的加工轨迹数

N0075 R31＝R13-R22*R24；计算出直线段最后一刀轨迹结束后直线段剩余长度值

N0080 R32＝R22-R31；用等间距步长值减去R32，圆弧段第一道轨迹距圆弧起点的弧段长

N0085 R41＝180*R32/3.142/R4；求圆弧段第一刀轨迹投影点位于圆弧段的起始角度

N0090 R42＝180*R22/3.142/R4；计算相邻两条轨迹等间距投影在圆弧段对应的增量角度

N0095 IF R6＞＝R4 GOTOF CCC；约束刀具圆角半径必须小于槽底的圆角面半径

N0100 G00 X0 Y0；刀具定位槽中心

N0105 G00 Z0；刀具深度方向定位

N0110 R51＝-R6；加工槽的直线部分第一刀在切削深度方向的刀具对刀点O定位位置

N0115 AAA：R51＝R51-R22；设置刀具对刀点在直线段部分轨迹间距投影的增量值

N0016 IF R51＜-R13-R6 GOTOF BBB；约束直线段部分最后一刀轨迹刀具对刀点O的位置

N0118 Z＝R51；直线段部分刀具对刀点O第一刀切削深度定位

N0120 R52＝R11-R14；计算加工轨迹在直线段部分刀具对刀点O在槽的长度方

                    向相对工件零点G54的距离

N0125 R53＝R12-R14；计算加工轨迹在直线段部分刀具对刀点O在槽的宽度方

                    向相对工件零点G54的距离

N0130 G01 X0 Y＝R53；

N0135 G01 X＝R52；

N0140 G01 Y＝-R53；

N0145 G01 X＝-R52；

N0150 G01 Y＝R53；

N0155 G01 X0；以上六句程序段为刀具在直线段处加工的轨迹描述

N0160 IF R51＞-R13-R6 GOTOB AAA；再次约束直线段最后一刀轨迹刀具对刀点的位置

N0165 BBB：；程序跳跃位置代号

N0170 R61＝R15+R4*COS(R41)-R6*COS(R41)-R18；计算圆弧段处加工轨迹刀

                                            具对刀点O在槽的长度方

                                            向相对工件零点G54的距

                                            离

N0175 R62＝R16+R4*COS(R41)-R6*COS(R41)-R18；计算圆弧段处加工轨迹刀

                                            具对刀点在槽的宽度度方

                                            向相对工件零点G54的距

                                            离

N0180 IF R61＜0 GOTOF CCC；对刀具长度方向碰撞干涉的约束

N0185 IF R62＜0 GOTOF CCC；对刀具宽度方向碰撞干涉的约束

N0195 G01 Z＝-R4*SIN(R41)+R6*SIN(R41)-R6-R13；定位加工槽的圆弧段部分

                                              第一刀在切削深度方向

                                              的刀具对刀点O位置

N0200 G01 X0 Y＝R62；

N0205 G01 X＝R61；

N0210 G01 Y＝-R62；

N0215 G01 X＝-R61；

N0220 G01 Y＝R62；

N0225 G01 X0；以上六句程序段为刀具在圆弧段段处加工的轨迹描述

N0230 R41＝R41+R42；设置刀具对刀点圆弧段上轨迹的角度增量值

N0235 IF R41＜＝90 GOTOB BBB；约束圆弧段最后一刀轨迹刀具对刀点的位置

N0240 CCC：；程序跳跃位置代号

N0250 M30；程序结束。

本发明方法是在数控操作系统下边倒圆型槽的开槽精加工时槽型侧面与槽底边圆角面加工轨迹的规划和算法及基于该规划和算法下的宏程序研发。本发明解决了现有的计算机编程系统在三轴加工中对于边倒圆型槽开槽精加工时切削深度方向等高线截面法或高级腔铣分区域层切法后置处理生成程序的刀具轨迹间距在槽的内表面上投影间距不均从而造成加工表面质量不一致，且加工过程中因不同的刀具的选择、加工表面质量的要求不同、尺寸公差的不同，都需要在计算机编程系统调整参数重新修正图纸并重新后置处理生成加工程序的繁琐过程的问题。本发明还解决了基于数控操作系统下的边倒圆型槽三轴精加工的工件加工表面质量一致性的问题，具有数控程序的高柔性化，只要将图纸尺寸参数附值，就可实现不同尺寸的边倒圆型槽数控精加工。即用同一程序，同一刀具加工不同尺寸的零件，并可通过赋值不同的层切轨迹数来满足不同要求的表面质量要求，达到高效的柔性加工，且保证加工表面质量一致。

Claims (2)

1.一种基于数控操作系统下的型槽加工轨迹规划方法，其特征在于：所述方法是按照以下步骤来实现的：

步骤A、基于图纸上型槽的纵剖面深度方向边界轨迹为由直线与圆弧的组成的纵剖图组合线段，将刀具的在深度方向的加工轨迹次数n作为设定的条件变量规划出一组在纵剖图组合线段投影的均匀排列的点集，每相邻两点之间的距离就是相邻两条轨迹间距在纵剖图组合线段投影的步长值M，进而控制刀具层切轨迹在型槽的内表面投影间距排列均匀，具体过为：

步骤A1、计算纵剖图组合线段的长度：K＝L+C＝(H-R)+(πR/2)；

K表示纵剖图组合线段的长度；

L表示直线段的长度；

C表示圆弧段的弧段长度，为1/4弧长；

H表示槽深；

R表示圆角半径；

步骤A2、计算步长值M；

在直线段处得轨迹间距即为步长值M；

n为刀具的在深度方向的纵剖图组合线段的加工轨迹次数，为设定的条件变量；

步骤A3、求在直线段处的轨迹数f：

F＝(H-R)/M，

并对F舍位取整得直线段处的轨迹数f；

步骤A4、求在直线段最后次加工轨迹后剩余的直线段长度S、以及直线段最后一条轨迹与圆弧段第一条完整圆弧轨迹之间的圆弧段长度T：

$S=L-\mathrm{Mxf}=(H-R)-\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}\mathrm{xf}$

由此可得直线段最后一条轨迹与圆弧段第一条完整圆弧轨迹之间的圆弧段长度为：

$T=M-S=\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}-(H-R-\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}\mathrm{xf})$

步骤A5、求得圆弧段第一条轨迹在纵剖图组合线段的投影点位于圆弧段的起始圆心角：

$X=\frac{T}{\mathrm{\πR}/{180}^0}=\frac{\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}-(H-R-\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}\×f)}{\mathrm{\πR}/{180}^0},$

步骤A6、求得圆弧段相邻两条轨迹间距在圆弧段投影弧段对应的增量圆心角 $Y=\frac{M}{\mathrm{\πR}/{180}^0}=\frac{\frac{H-R+\mathrm{\πR}/2}{n}}{\mathrm{\πr}/{180}^0},$

基于直线段处的轨迹数f、直线段最后次加工轨迹后剩余的直线段长度S、圆弧段第一条轨迹在纵剖图组合线段的投影点位于圆弧段的起始圆心角X、圆弧段相邻两条轨迹间距在圆弧段投影弧段对应的增量圆心角Y以及步长值M这些参数来描述刀具切削点轨迹。

2.根据权利要求1所述的一种基于数控操作系统下的型槽加工轨迹规划方法，其特征在于：所述方法还包括步骤B：根据步骤A规划出的轨迹在选择适合的刀具的基础上计算出刀具的槽侧面固定切削刃(1)、槽圆角面动态切削刃(2)与刀具的的对刀点(0)的补偿值，描述出对刀点的轨迹；所述适合的刀具是指刀具的圆角小于待加工型槽的圆角半径R。

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