CN107710084A - 一种加工路径规划方法、加工路径规划装置及数控机床 - Google Patents
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Abstract
一种加工路径规划方法、加工路径规划装置及数控机床，该方法包括：获取待加工线段的数据(S101)，所述待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，所述线段A上包括拐入点P1，所述线段B上包括拐出点P2；计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D(S102)，所述回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越所述拐入点P1和/或所述拐出点P2时曲率连续；生成沿着所述回旋曲线D对所述线段A和所述线段B进行转接的加工路径(S103)。通过在相邻线段转接时插入曲率连续的回旋曲线过渡，以降低数控机床加工时加速度和加加速度值的跳变，从而减小对数控机床的冲击，以此来保证工件的加工精度和光滑度。
Description
本发明涉及数控技术领域，尤其涉及一种加工路径规划方法、加工路径规划装置及数控机床。
数控机床在加工复杂的工件时，尤其是针对相邻短线段高速加工，为了抑制机床的震动，从而保证工件的加工精度和光滑度，通常在相邻短线段转接时，插入过渡曲线。
如图1所示，图1为现有技术中加工路径规划方法的轨迹图，原加工程序中，数控机床在线段A的末尾开始减速，并在线段A与线段B的交点处减速为零，再沿线段B开始加速。之后，为了提高数控机床的加工效率，在线段A与线段B之间插入一段圆弧曲线C过渡，该圆弧曲线C与线段A相切于拐入点P1，并与线段B相切于拐出点P2。该加工程序中，数控机床在到达线段A上的拐入点P1时，将沿着圆弧曲线C加工，直到线段B上的拐出点P2。这种加工方式，使得数控机床在线段A与线段B衔接时，在线段A末尾不需减速为0，在线段B起始不需从0开始加速。该圆弧曲线C与线段A相切于拐入点P1，并与线段B相切于拐出点P2。
上述曲线过渡加工方法虽然能够实现短相邻线段间的高速过渡功能，但仍存在以下问题：
在拐入点P1和拐出点P2处，圆弧曲线C的曲率不连续，曲率瞬间从0变成1/R，导致数控机床的加速度和加加速度值产生较大的跳变，对数控机床有较大的冲击。
结合图1至图5所示，图2为现有技术中加工路径规划方法的速度轨迹图，图3为现有技术中加工路径规划方法的加速度轨迹图，图4为现有技术中加工路径规划方法的加加速度轨迹图，相邻线段间的夹角为90度，目标速度为2500mm/min，系统设置最大加速度为3m/s2，最大加加速度为800m/s3。数控机床在减速进入拐入点P1，加速离开拐出点P2时，数控机床的合成加速度超
过4m/s2，超过设定值。而且合成加加速度产生跳变，峰值达到10000m/s3，是设定值的12.5倍，而且跳变十分尖锐，使数控机床有较大的震动，从而无法保证工件的加工精度和光滑度。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供了一种加工路径规划方法、加工路径规划装置及数控机床，在相邻线段转接时插入曲率连续的回旋曲线过渡，以降低数控机床加工时加速度和加加速度值的跳变，从而减小对数控机床的冲击，以此来保证工件的加工精度和光滑度。
本发明第一方面提供一种加工路径规划方法，包括：
获取待加工线段的数据，所述待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，所述线段A上包括拐入点P1，所述线段B上包括拐出点P2；
计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D，所述回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越所述拐入点P1和/或所述拐出点P2时曲率连续；
生成沿着所述回旋曲线D对所述线段A和所述线段B进行转接的加工路径。
可选地，所述拐入点P1到所述交点O的长度等于所述拐出点P2到所述交点O的长度。
可选地，所述计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D包括：
获取所述线段A与所述线段B之间夹角∠AOB的角平分线E的数据，所述角平分线E将所述回旋曲线D分割为以垂点P3为对称点的曲线P1P3和曲线P2P3，并在垂点P3处垂直于所述曲线P1P3和所述曲线P2P3；
根据几何原理，确定所述曲线P1P3的参数方程(1)：
其中，(x0,y0)为拐入点P1的坐标，(x,y)为曲线P1P3上任意点的坐标，l为曲线P1P3上任意点沿曲线P1P3距离拐入点P1的长度，(0≤l≤s)，s为曲线P1P3的长度，c为曲线P1P3的曲率变化率；
计算c的值，并将c的值代入所述参数方程(1)内计算所述参数方程(1)；
根据所述参数方程(1)得到所述曲线P1P3；
根据所述曲线P1P3与所述曲线P2P3的对称关系，得到所述曲线P2P3。
可选地，所述计算c的值包括：
根据所述曲线P1P3与角平分线E相交，且在垂点P3处垂直的关系，确定所述曲线P1P3的积分方程组(2)：
其中，y＝mx+b为角平分线E的直线方程，m为角平分线E的斜率，b为角平分线E的截距；
计算所述积分方程组(2)得出c和s的值。
可选地，所述计算所述积分方程组(2)得出c和s的值包括：
获取所述线段A与角平分线E之间辅助线F的数据，所述辅助线F是以拐入点P1为起点，以垂点P3为终点的连线；
根据几何原理，确定所述辅助线F的参数方程(3)：
其中，kx和ky为常量，
根据所述角平分线E与所述辅助线F相交的关系，计算得出：
将s的值代入积分方程组(2)，计算得出：
本发明第二方面提供一种加工路径规划装置，包括：
获取模块，用于获取待加工线段的数据，所述待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，所述线段A上包括拐入点P1，所述线段B上包括拐出点P2；
计算模块，用于计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D，所述回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越所述拐入点P1和/或所述拐出点P2时曲率连续；
生成模块，用于生成沿着所述回旋曲线D对所述线段A和所述线段B进行转接的加工路径。
可选地，所述拐入点P1到所述交点O的长度等于所述拐出点P2到所述交点O的长度。
可选地，所述计算模块包括：
获取子模块，获取所述线段A与所述线段B之间夹角∠AOB的角平分线E的数据，所述角平分线E将所述回旋曲线D分割为以垂点P3为对称点的曲线P1P3和曲线P2P3，并在垂点P3处垂直于所述曲线P1P3和所述曲线P2P3；
确定子模块，用于根据几何原理，确定所述曲线P1P3的参数方程(1)：
其中，(x0,y0)为拐入点P1的坐标，(x,y)为曲线P1P3上任意点的坐标，l为曲线P1P3上任意点沿曲线P1P3距离拐入点P1的长度，(0≤l≤s)，s为曲线P1P3的长度，c为曲线P1P3的曲率变化率；
计算子模块，用于计算c的值，并将c的值代入所述参数方程(1)内计算所述参数方程(1)；
得到子模块，用于根据所述参数方程(1)得到所述曲线P1P3，还用于根据所述曲线P1P3与所述曲线P2P3的对称关系，得到所述曲线P2P3。
可选地，所述计算子模块包括：
确定单元，用于根据所述曲线P1P3与角平分线E相交，且在垂点P3处垂直的关系，确定所述曲线P1P3的积分方程组(2)：
其中，y＝mx+b为角平分线E的直线方程，m为角平分线E的斜率，b为角平分线E的截距；
计算单元，用于计算所述积分方程组(2)得出c和s的值。
可选地，所述计算单元包括：
获取子单元，用于获取所述线段A与角平分线E之间辅助线F的数据，所述辅助线F是以拐入点P1为起点，以垂点P3为终点的连线；
计算子单元，用于根据几何原理，确定所述辅助线F的参数方程(3)：
其中，kx和ky为常量，
根据所述角平分线E与所述辅助线F相交的关系，计算得出：
还用于将s的值代入积分方程组(2)，计算得出：
本发明第三方面提供一种数控机床，包括：机床本体和安装于所述机床本体上的数控设备，所述数控设备用于对待加工工件的加工路径进行规划，并控制所述机床本体沿着规划得到的加工路径对所述待加工工件进行加工，其中，所述数控设备包括：
获取模块，用于获取待加工线段的数据，所述待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，所述线段A上包括拐入点P1，所述线段B上包括拐出点P2；
计算模块，用于计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D，所述回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越所述拐入点P1和/或所述拐出点P2时曲率连续；
生成模块，用于生成沿着所述回旋曲线D对所述线段A和所述线段B进行转接的加工路径。
本发明第四方面提供一种加工路径规划装置，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行如下功能：
获取待加工线段的数据，所述待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，所述线段A上包括拐入点P1，所述线段B上包括拐出点P2；
计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D，所述回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越所述拐入点P1和/或所述拐出点P2时曲率连续；
生成沿着所述回旋曲线D对所述线段A和所述线段B进行转接的加工路径。
本发明所提供的一种加工路径规划方法、加工路径规划装置及数控机床，在数控机床中，针对相邻短线段转接时，以回旋曲线替代圆弧曲线过渡加工，使加工曲线轨迹的曲率连续，从而降低数控机床加工时加速度和加加速度值的跳变，因此相对于现有技术，本发明通过在相邻线段转接时插入曲率连续的回
旋曲线过渡，以降低数控机床加工时加速度和加加速度值的跳变，从而减小对数控机床的冲击，以此来保证工件的加工精度和光滑度。
图1为现有技术中加工路径规划方法的轨迹图；
图2为现有技术中加工路径规划方法的速度轨迹图；
图3为现有技术中加工路径规划方法的加速度轨迹图；
图4为现有技术中加工路径规划方法的加加速度轨迹图；
图5为本发明实施例中加工路径规划方法的步骤流程图；
图6为本发明实施例中加工路径规划方法的轨迹图；
图7为本发明实施例中加工路径规划方法的辅助线F与角平分线E的关系图；
图8为本发明实施例中加工路径规划方法的轨迹与回旋曲线过渡加工方法的轨迹的对比图；
图9为本发明另一实施例中加工路径规划方法的轨迹与回旋曲线过渡加工方法的轨迹的对比图；
图10为本发明实施例中加工路径规划方法的速度轨迹图；
图11为本发明实施例中加工路径规划方法的加速度轨迹图；
图12为本发明实施例中加工路径规划方法的加加速度轨迹图；
图13为本发明实施例中加工路径规划装置的模块框图；
图14为本发明实施例中数控机床的数控设备的模块框图；
图15为本发明实施例中加工路径规划装置的硬件框图。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
请参见图5，图5为本发明实施例中加工路径规划方法的步骤流程图，该方法包括：
S101、获取待加工线段的数据。
本发明实施例中，待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，线段A上包括拐入点P1，线段B上包括拐出点P2。需要说明的是，本发明实施例是基于原加工及圆弧曲线过渡加工方法作出的更进一步地改进，为此，本发明实施例中也会利用到之前加工方法中相应的参数信息，如：原加工方法中相交于交点O的线段A和线段B，以及圆弧曲线过渡加工方法中的拐入点P1和拐出点P2。
S102、计算以拐入点P1为起点，并以拐出点P2为终点的回旋曲线D。
本发明实施例中，回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越拐入点P1和/或拐出点P2时曲率连续。将回旋曲线D应用于数控系统中相邻线段间转接时过渡加工，根据回旋曲线D的参数方程和几何特性，可知回旋曲线D比圆弧曲线C过渡更靠近原加工路径，具有更好的加工精度。另外，回旋曲线D的斜率、曲率从初始值开始随长度连续变化，依靠这一特性，保证了过渡的过程中，数控机床加速度和加加速度的连续变化，有效降低了数控机床的震动，从而保证了工件的加工光滑度。
本发明实施例中，拐入点P1到交点O的长度等于拐出点P2到交点O的长度，即：OP1＝OP2。只有在这种情况下，才能保证回旋曲线D的曲率连续。
如图6所示，图6为本发明实施例中加工路径规划方法的轨迹图，本发明实施例中，上述步骤S102具体包括：
获取所述线段A与所述线段B之间夹角∠AOB的角平分线E的数据。
本发明实施例中，所述角平分线E将所述回旋曲线D分割为以垂点P3为对称点的曲线P1P3和曲线P2P3，并在垂点P3处垂直于所述曲线P1P3和所述曲线P2P3。由于回旋曲线D曲率连续，所以曲线P1P3和曲线P2P3在垂点P3处必定垂直于角平分线E。通过角平分线E将回旋曲线D对称的分割为曲线P1P3和曲线P2P3两个部分，那么，只要得到其中一个部分曲线，再根据两个部分曲线关于角平分线E的对称关系，即可得到另一部分曲线。
进一步地，数控机床根据几何原理，确定曲线P1P3的参数方程(1)：
其中，(x0,y0)为拐入点P1的坐标，(x,y)为曲线P1P3上任意点的坐标，l为曲线P1P3上任意点沿曲线P1P3距离拐入点P1的长度，(0≤l≤s)，s为曲线P1P3的长度，c为曲线P1P3的曲率变化率。
本发明实施例中，已知拐入点P1的坐标，l为自变量，x和y为因变量，c为未知数。
更进一步地，计算c的值，并将c的值代入参数方程(1)内计算所述参数方程(1)。
本发明实施例中，只要求得c的值，即可得到曲线P1P3的参数方程(1)，最终通过曲线P1P3的参数方程(1)画出曲线P1P3。
本发明实施例中，针对计算c的值，可以采用如下方法：
根据曲线P1P3与角平分线E相交，且在垂点P3处垂直的关系，确定曲线P1P3的积分方程组(2)：
其中，y＝mx+b为角平分线E的直线方程，m为角平分线E的斜率，b为角平分线E的截距。
本发明实施例中，基于曲线P1P3与角平分线E相交的关系，将曲线P1P3的参数方程(1)代入角平分线E的直线方程内，可得到：
基于曲线P1P3在垂点P3处垂直于角平分线E的关系，可知曲线P1P3在垂点P3处的斜率与角平分线E的斜率垂直，可得到：
进一步地，计算积分方程组(2)得出c和s的值。
本发明实施例中，通过求积分方程组(2)得到c的值，再将c的值代回参数方程(1)内，以求参数方程(1)，最终根据参数方程(1)画出曲线P1P3。
现有技术中，采用牛顿迭代法求积分方程组(2)，需要耗费大量的计算机资源，而本发明实施例中，则采用一种简易的方法求s的值，在求得s的值之后，再将s的值的代入积分方程组(2)内，得到c的值。
本发明实施例中，针对计算积分方程组(2)得出c和s的值，可以采用如下方法：
如图7所示，图7为本发明实施例中加工路径规划方法的辅助线F与角平分线E的关系图。
获取线段A与角平分线E之间辅助线F的数据。
本发明实施例中，辅助线F是以拐入点P1为起点，以垂点P3为终点的连线，通过借助拐入点P1与垂点P3之间的辅助线F，求s的值。
进一步地，根据几何原理，确定辅助线F的参数方程(3)：
其中，kx和ky为常量，
需要说明的是，本发明实施例中，画出以拐入点P1为起点，并在终点与角平分线E垂直，且曲率不同的多段回旋曲线，通过将该些回旋曲线的终点连接在一起，也可以得到辅助线F。
更进一步地，根据角平分线E与辅助线F相交的关系，计算得出：
本发明实施例中，将辅助线F的参数方程(3)代入角平分线E的直线方程内，即可得到s的值。此方法将求积分方程组的问题，转换为只求两根直线相交的问题，大大降低计算机的运算量，符合工程应用的需求。
更进一步地，将s的值代入积分方程组(2)，计算得出：
本发明实施例中，在通过借助辅助线F与角平分线E相交的关系，求得s的值，再将s的值代回积分方程组(2)内，即可得到c的值。
更进一步地，根据参数方程(1)得到曲线P1P3。
本发明实施例中，得到参数方程(1)之后，即可通过该参数方程(1)画出曲线P1P3。
更进一步地，根据曲线P1P3与曲线P2P3的对称关系，得到曲线P2P3。
本发明实施例中，曲线P1P3与曲线P2P3是关于角平分线E的对称曲线，在画出曲线P1P3之后，可根据二者的对称关系画出曲线P2P3。
S103、生成沿着回旋曲线D对线段A和线段B进行转接的加工路径。
如图8所示，图8为本发明实施例中加工路径规划方法的轨迹与回旋曲线过渡加工方法的轨迹的对比图，在相同的拐入、拐出位置的条件下，相对于圆弧曲线C，回旋曲线D更贴近原加工路径中的线段A和线段B，具有更好的加工精度。
如图9所示，图9为本发明另一实施例中加工路径规划方法的轨迹与回旋曲线过渡加工方法的轨迹的对比图，特别在加工尖锐的拐角等细节时，圆弧曲线C过渡与回旋曲线D过渡在加工精度上的差别更明显。
下面通过理论推导，对本发明实施例做进一步的阐释：
已知加速度a、加加速度J与曲率σ之间的关系分别为：
其中，v为速率，U为常数。
针对圆弧曲线C过渡，数控机床在通过拐入点P1时，由于原轨迹的曲率为0，而圆弧曲线C的曲率为1/R(R为圆弧曲线C的半径)，则曲率瞬间从0变成1/R。数控机床在通过拐出点P2时，曲率瞬间从1/R变成0，根据式(4)，由于曲率瞬间跳变，将导致数控机床的加速度a和加加速度J有较大的跳变。
针对回旋曲线D过渡，根据参数方程(1)，可得到回旋曲线D的斜率λ的变化公式：
以及曲率σ的变化公式：
本发明实施例中，回旋曲线D从拐入点P1处开始，l从0开始连续变化，因此曲率σ是连续变化的，并且对于连续的速度v，根据式(4)，加速度a、加加速度J也是连续的，过渡过程中加速度a和加加速度J不会产生较大的跳变。
结合图10至图12所示，图10为本发明实施例中加工路径规划方法的速度轨迹图，图11为本发明实施例中加工路径规划方法的加速度轨迹图，图12为本发明实施例中加工路径规划方法的加加速度轨迹图，本发明实施中，数控机床减速进入拐入点P1，加速离开拐出点P2时加速度a和加加速度J较平滑，而且在设定值以下。虽然在回旋曲线D过渡的中点时加速度a有轻微跳变，但仍保持在设置值之下，而由此引起的加加速度J跳变峰值为1500m/s3，只是
设定值的1.875倍，较圆弧曲线C过渡更好的抑制了实际加工时加加速度J的跳变，而且变化较缓慢，对数控机床的冲击较小。
上面对本发明实施例中的加工路径规划方法进行了描述，下面对本发明实施例中的加工路径规划装置进行描述，请参阅图13，图13为本发明实施例中加工路径规划装置的模块框图，该装置包括：
获取模块201，用于获取待加工线段的数据，所述待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，所述线段A上包括拐入点P1，所述线段B上包括拐出点P2；
计算模块202，用于计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D，所述回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越所述拐入点P1和/或所述拐出点P2时曲率连续；
生成模块203，用于生成沿着所述回旋曲线D对所述线段A和所述线段B进行转接的加工路径。
可选地，本发明实施例中，所述拐入点P1到所述交点O的长度等于所述拐出点P2到所述交点O的长度。
可选地，本发明实施例中，所述计算模块202还可以包括：
获取子模块，获取所述线段A与所述线段B之间夹角∠AOB的角平分线E的数据，所述角平分线E将所述回旋曲线D分割为以垂点P3为对称点的曲线P1P3和曲线P2P3，并在垂点P3处垂直于所述曲线P1P3和所述曲线P2P3；
确定子模块，用于根据几何原理，确定所述曲线P1P3的参数方程(1)：
其中，(x0,y0)为拐入点P1的坐标，(x,y)为曲线P1P3上任意点的坐标，l为曲线P1P3上任意点沿曲线P1P3距离拐入点P1的长度，(0≤l≤s)，s为曲线P1P3的长度，c为曲线P1P3的曲率变化率；
计算子模块，用于计算c的值，并将c的值代入所述参数方程(1)内计算
所述参数方程(1)；
得到子模块，用于根据所述参数方程(1)得到所述曲线P1P3，还用于根据所述曲线P1P3与所述曲线P2P3的对称关系，得到所述曲线P2P3。
可选地，本发明实施例中，所述计算子模块还可以包括：
确定单元，用于根据所述曲线P1P3与角平分线E相交，且在垂点P3处垂直的关系，确定所述曲线P1P3的积分方程组(2)：
其中，y＝mx+b为角平分线E的直线方程，m为角平分线E的斜率，b为角平分线E的截距；
计算单元，用于计算所述积分方程组(2)得出c和s的值。
可选地，本发明实施例中，所述计算单元还可以包括：
获取子单元，用于获取所述线段A与角平分线E之间辅助线F的数据，所述辅助线F是以拐入点P1为起点，以垂点P3为终点的连线；
计算子单元，用于根据几何原理，确定所述辅助线F的参数方程(3)：
其中，kx和ky为常量，
根据所述角平分线E与所述辅助线F相交的关系，计算得出：
还用于将s的值代入积分方程组(2)，计算得出：
上面对本发明实施例中的加工路径规划装置进行了描述，下面对本发明实施例中的数控机床进行描述，请参阅图14，图14为本发明实施例中数控机床的数控设备的模块框图，该数控机床包括：机床本体和安装于所述机床本体上的数控设备301，所述数控设备301用于对待加工工件的加工路径进行规划，并控制所述机床本体沿着规划得到的加工路径对所述待加工工件进行加工，其中，所述数控设备301包括：
获取模块3011，用于获取待加工线段的数据，所述待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，所述线段A上包括拐入点P1，所述线段B上包括拐出点P2；
计算模块3012，用于计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D，所述回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越所述拐入点P1和/或所述拐出点P2时曲率连续；
生成模块3013，用于生成沿着所述回旋曲线D对所述线段A和所述线段B进行转接的加工路径。
上面对本发明实施例中的数控机床进行了描述，下面对本发明实施例中的加工路径规划装置进行描述，请参阅图15，图15为本发明实施例中加工路径规划装置的硬件框图，该加工路径规划装置包括：处理器401和存储器402，所述处理器401用于执行如下功能：
获取待加工线段的数据，所述待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，所述线段A上包括拐入点P1，所述线段B上包括拐出点P2；
计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D，所述回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越所述拐入点P1和/或所述拐出点P2时曲率连续；
生成沿着所述回旋曲线D对所述线段A和所述线段B进行转接的加工路径。
以上所述实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (12)
- 一种加工路径规划方法，其特征在于，包括：获取待加工线段的数据，所述待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，所述线段A上包括拐入点P1，所述线段B上包括拐出点P2；计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D，所述回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越所述拐入点P1和/或所述拐出点P2时曲率连续；生成沿着所述回旋曲线D对所述线段A和所述线段B进行转接的加工路径。
- 根据权利要求1所述的加工路径规划方法，其特征在于，所述拐入点P1到所述交点O的长度等于所述拐出点P2到所述交点O的长度。
- 根据权利要求2所述的加工路径规划方法，其特征在于，所述计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D包括：获取所述线段A与所述线段B之间夹角∠AOB的角平分线E的数据，所述角平分线E将所述回旋曲线D分割为以垂点P3为对称点的曲线P1P3和曲线P2P3，并在垂点P3处垂直于所述曲线P1P3和所述曲线P2P3；根据几何原理，确定所述曲线P1P3的参数方程(1)：其中，(x0,y0)为拐入点P1的坐标，(x,y)为曲线P1P3上任意点的坐标，l为曲线P1P3上任意点沿曲线P1P3距离拐入点P1的长度，(0≤l≤s)，s为曲线P1P3的长度，c为曲线P1P3的曲率变化率；计算c的值，并将c的值代入所述参数方程(1)内计算所述参数方程(1)；根据所述参数方程(1)得到所述曲线P1P3；根据所述曲线P1P3与所述曲线P2P3的对称关系，得到所述曲线P2P3。
- 根据权利要求3所述的加工路径规划方法，其特征在于，所述计算c的值包括：根据所述曲线P1P3与角平分线E相交，且在垂点P3处垂直的关系，确定所述曲线P1P3的积分方程组(2)：其中，y＝mx+b为角平分线E的直线方程，m为角平分线E的斜率，b为角平分线E的截距；计算所述积分方程组(2)得出c和s的值。
- 根据权利要求4所述的加工路径规划方法，其特征在于，所述计算所述积分方程组(2)得出c和s的值包括：获取所述线段A与角平分线E之间辅助线F的数据，所述辅助线F是以拐入点P1为起点，以垂点P3为终点的连线；根据几何原理，确定所述辅助线F的参数方程(3)：其中，kx和ky为常量，根据所述角平分线E与所述辅助线F相交的关系，计算得出：将s的值代入积分方程组(2)，计算得出：
- 一种加工路径规划装置，其特征在于，包括：获取模块，用于获取待加工线段的数据，所述待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，所述线段A上包括拐入点P1，所述线段B上包括拐出点P2；计算模块，用于计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D，所述回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越所述拐入点P1和/或所述拐出点P2时曲率连续；生成模块，用于生成沿着所述回旋曲线D对所述线段A和所述线段B进行转接的加工路径。
- 根据权利要求6所述的加工路径规划装置，其特征在于，所述拐入点P1到所述交点O的长度等于所述拐出点P2到所述交点O的长度。
- 根据权利要求7所述的加工路径规划装置，其特征在于，所述计算模块包括：获取子模块，获取所述线段A与所述线段B之间夹角∠AOB的角平分线E的数据，所述角平分线E将所述回旋曲线D分割为以垂点P3为对称点的曲线P1P3和曲线P2P3，并在垂点P3处垂直于所述曲线P1P3和所述曲线P2P3；确定子模块，用于根据几何原理，确定所述曲线P1P3的参数方程(1)：其中，(x0,y0)为拐入点P1的坐标，(x,y)为曲线P1P3上任意点的坐标，l为曲线P1P3上任意点沿曲线P1P3距离拐入点P1的长度，(0≤l≤s)，s为曲线P1P3的长度，c为曲线P1P3的曲率变化率；计算子模块，用于计算c的值，并将c的值代入所述参数方程(1)内计算所述参数方程(1)；得到子模块，用于根据所述参数方程(1)得到所述曲线P1P3，还用于根据所述曲线P1P3与所述曲线P2P3的对称关系，得到所述曲线P2P3。
- 根据权利要求8所述的加工路径规划装置，其特征在于，所述计算子模块包括：确定单元，用于根据所述曲线P1P3与角平分线E相交，且在垂点P3处垂直的关系，确定所述曲线P1P3的积分方程组(2)：其中，y＝mx+b为角平分线E的直线方程，m为角平分线E的斜率，b为角平分线E的截距；计算单元，用于计算所述积分方程组(2)得出c和s的值。
- 根据权利要求9所述的加工路径规划装置，其特征在于，所述计算单元包括：获取子单元，用于获取所述线段A与角平分线E之间辅助线F的数据，所述辅助线F是以拐入点P1为起点，以垂点P3为终点的连线；计算子单元，用于根据几何原理，确定所述辅助线F的参数方程(3)：其中，kx和ky为常量，根据所述角平分线E与所述辅助线F相交的关系，计算得出：还用于将s的值代入积分方程组(2)，计算得出：
- 一种数控机床，其特征在于，包括：机床本体和安装于所述机床本体上的数控设备，所述数控设备用于对待加工工件的加工路径进行规划，并控制所述机床本体沿着规划得到的加工路径对所述待加工工件进行加工，其中，所述数控设备包括：获取模块，用于获取待加工线段的数据，所述待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，所述线段A上包括拐入点P1，所述线段B上包括拐出点P2；计算模块，用于计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D，所述回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越所述拐入点P1和/或所述拐出点P2时曲率连续；生成模块，用于生成沿着所述回旋曲线D对所述线段A和所述线段B进行转接的加工路径。
- 一种加工路径规划装置，其特征在于，包括处理器和存储器，所述处理器用于执行如下功能：获取待加工线段的数据，所述待加工线段包括相交于交点O的线段A和线段B，所述线段A上包括拐入点P1，所述线段B上包括拐出点P2；计算以所述拐入点P1为起点，并以所述拐出点P2为终点的回旋曲线D，所述回旋曲线D满足如下条件：曲率连续，且在跨越所述拐入点P1和/或所述拐出点P2时曲率连续；生成沿着所述回旋曲线D对所述线段A和所述线段B进行转接的加工路径。
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