CN109799790B - 一种刀具半径补偿方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种刀具半径补偿方法及装置，包括：获取刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量并根据所述刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量获取刀触点在刀轴上投影点相对刀位点的高度；获取刀具轮廓参数并根据所述刀具轮廓参数、所述高度和所述刀轴方向单位矢量获取刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量；根据刀位点、刀轴方向单位矢量和所述高度获取刀触点在刀轴上的投影点并根据所述投影点和刀触点获取刀触点指向刀轴的单位矢量；根据刀触点指向刀轴的单位矢量、刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量和刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影长度获取刀触点单位法向矢量；根据刀位点、刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量获取补偿刀位点。

Description

一种刀具半径补偿方法及装置

技术领域

本发明属于机床数控技术领域，具体涉及一种刀具半径补偿方法及装置。

背景技术

目前，多轴联动(三轴及三轴以上)数控机床己经在机械制造领域获得了广泛应用。但是，这类机床的数控系统还不能够对刀具在加工过程中产生的刀具半径磨损自动进行实时补偿。因此，编程员在编制数控加工程序时，必须首先确定加工使用的刀具类型与参数，即每个数控加工程序只能对应一种参数的刀具，并且，即使对于同一个加工时象，当刀具因磨损或其它原因改变其半径尺寸时，还必须根据当前刀具的半径尺寸重新编制加工程序，这样就限制了程序的重复使用，既延长了生产周期，又降低了生产效率。

现有的刀具半径补偿方法通常利用已有的刀位点信息来计算切触点坐标，再进而计算出新补偿后的刀位点，进而实现三轴数控机床的刀具半径实时补偿功能。但是这些补偿方法大多是针对某种特定结构的机床适用，不具有普遍性，其次需要知道多轴机床的具体结构及运动形式，计算切触点坐标，步骤较为复杂。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种刀具半径补偿方法及装置，以解决上述技术问题。

第一方面，本申请实施例提供一种刀具半径补偿方法，所述方法包括：

获取刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量并根据所述刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量获取刀触点在刀轴上投影点相对刀位点的高度；

获取刀具轮廓参数并根据所述刀具轮廓参数、所述高度和所述刀轴方向单位矢量获取刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量；

根据刀位点、刀轴方向单位矢量和所述高度获取刀触点在刀轴上的投影点并根据所述投影点和刀触点获取刀触点指向刀轴的单位矢量；

根据刀触点指向刀轴的单位矢量、刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量和刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影长度获取刀触点单位法向矢量；

根据刀位点、刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量获取补偿刀位点。

结合第一方面，在第一方面的第一种实施方式中，所述根据刀位点、刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量获取补偿刀位点包括：

计算刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量的乘积；

将刀位点与所述乘积之和作为补偿刀位点。

结合第一方面，在第一方面的第二种实施方式中，所述方法还包括：

查找第一次出现刀触点的刀位点；

获取所述第一次出现刀触点的刀位点的刀触点单位法向矢量设置为进刀刀触点单位法向矢量标准；

按照所述进刀刀触点单位法向矢量标准设置所述第一次出现刀触点的刀位点之前的刀位点的刀触点单位法向矢量。

结合第一方面，在第一方面的第三种实施方式中，所述方法还包括：

获取跨刀部分轨段的开始刀位点、中间刀位点和结束刀位点；

获取跨刀部分轨段开始处的刀触点单位法向矢量和结束处的刀触点单位法向矢量；

根据所述开始刀位点、中间刀位点和结束刀位点计算轨段长度中点；

将所述开始处的刀触点单位法向矢量设置为开始刀位点与所述中点之间的中间刀位点的刀触点单位法向矢量；

将所述结束处的刀触点单位法向矢量设置为结束刀位点与所述中点之间的中间刀位点的刀触点单位法向矢量；

采用二分法差值根据中间刀位点的刀触点单位法向矢量计算所述中点的刀触点单位法向矢量。

结合第一方面，在第一方面的第四种实施方式中，所述方法还包括：

查找最后一次出现刀触点的刀位点；

将所述最后一次出现刀触点的刀位点的刀触点单位法向矢量作为退刀刀触点单位法向矢量标准；

按照所述退刀刀触点单位法向矢量标准设置所述最后一次出现刀触点的刀位点之后的刀位点的刀触点单位法向矢量。

第二方面，本申请实施例提供一种刀具半径补偿装置，所述装置包括：

数据获取单元，配置用于获取刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量并根据所述刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量获取刀触点在刀轴上投影点相对刀位点的高度；

参数获取单元，配置用于获取刀具轮廓参数并根据所述刀具轮廓参数、所述高度和所述刀轴方向单位矢量获取刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量；

分量获取单元，配置用于根据刀位点、刀轴方向单位矢量和所述高度获取刀触点在刀轴上的投影点并根据所述投影点和刀触点获取刀触点指向刀轴的单位矢量；

矢量获取单元，配置用于根据刀触点指向刀轴的单位矢量、刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量和刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影长度获取刀触点单位法向矢量；

补偿计算单元，配置用于根据刀位点、刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量获取补偿刀位点。

结合第二方面，在第二方面的第一种实施方式中，所述补偿计算单元包括：

补偿计算模块，配置用于计算刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量的乘积；

刀位计算模块，配置用于将刀位点与所述乘积之和作为补偿刀位点。

结合第二方面，在第二方面的第二种实施方式中，所述装置还包括：

进刀查找单元，配置用于查找第一次出现刀触点的刀位点；

进刀矢量单元，配置用于获取所述第一次出现刀触点的刀位点的刀触点单位法向矢量设置为进刀刀触点单位法向矢量标准；

进刀设置单元，配置用于按照所述进刀刀触点单位法向矢量标准设置所述第一次出现刀触点的刀位点之前的刀位点的刀触点单位法向矢量。

结合第二方面，在第二方面的第三种实施方式中，所述装置还包括：

跨刀刀位获取单元，配置用于获取跨刀部分轨段的开始刀位点、中间刀位点和结束刀位点；

跨刀矢量获取单元，配置用于获取跨刀部分轨段开始处的刀触点单位法向矢量和结束处的刀触点单位法向矢量；

跨刀中点确定单元，配置用于根据所述开始刀位点、中间刀位点和结束刀位点计算轨段长度中点；

第一矢量设置单元，配置用于将所述开始处的刀触点单位法向矢量设置为开始刀位点与所述中点之间的中间刀位点的刀触点单位法向矢量；

第二矢量设置单元，配置用于将所述结束处的刀触点单位法向矢量设置为结束刀位点与所述中点之间的中间刀位点的刀触点单位法向矢量；

中点矢量计算单元，配置用于采用二分法差值根据中间刀位点的刀触点单位法向矢量计算所述中点的刀触点单位法向矢量。

结合第二方面，在第二方面的第四种实施方式中，所述装置还包括：

退刀查找单元，配置用于查找最后一次出现刀触点的刀位点；

退刀矢量单元，配置用于将所述最后一次出现刀触点的刀位点的刀触点单位法向矢量作为退刀刀触点单位法向矢量标准；

退刀设置单元，配置用于按照所述退刀刀触点单位法向矢量标准设置所述最后一次出现刀触点的刀位点之后的刀位点的刀触点单位法向矢量。

第三方面，提供一种终端，包括：

处理器、存储器，其中，

该存储器用于存储计算机程序，

该处理器用于从存储器中调用并运行该计算机程序，使得终端执行上述的终端的方法。

第四方面，提供了一种计算机存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

第五方面，提供了一种包含指令的计算机程序产品，当其在计算机上运行时，使得计算机执行上述各方面所述的方法。

本发明的有益效果在于，

本发明提供的刀具半径补偿方法及装置，通过获取刀触点及相关信息和刀具轮廓参数，经过计算得到刀触点单位法向矢量，再根据刀触点单位法向矢量和刀具的半径补偿值，结合已知的刀位点即可得到补偿刀位点。本发明不需要知道多轴机床的结构及运动形式，故对于多轴机床的刀具半径补偿更具有普适性，节省了获得多轴机床结构及运动形式的工序，简化了多轴机床后置处理程序的编写流程，提高了处理效率。

此外，本发明设计原理可靠，结构简单，具有非常广泛的应用前景。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例的方法的示意性流程图。

图2是本申请一个实施例的方法的刀具表面刀触点的示意图。

图3是本申请一个实施例的方法所述的刀触点在刀轴上的投影点相对于刀位点的高度的示意图。

图4是本申请一个实施例的方法所述的锥度铣刀的示意图。

图5是本申请一个实施例的方法所述的锥度铣刀的示意图。

图6是本申请一个实施例的方法所述的圆弧刀具的示意图。

图7是本申请一个实施例的方法所述的跨刀部分处理的示意图。

图8是本申请一个实施例的方法所述的发现矢量线性插值二分法的示意图。

图9是未采用刀具半径补偿的刀轨效果图。

图10是采用本申请刀具半径补偿方法的刀轨效果图。

图11是本申请一个实施例的装置的示意性框图。

图12为本发明实施例提供的一种终端的结构示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明中的技术方案，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，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

下面对本申请中出现的关键术语进行解释。

图1是本申请一个实施例的方法的示意性流程图。其中，图1执行主体可以为一种刀具半径补偿装置。

如图1所示，该方法100包括：

步骤110，获取刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量并根据所述刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量获取刀触点在刀轴上投影点相对刀位点的高度；

步骤120，获取刀具轮廓参数并根据所述刀具轮廓参数、所述高度和所述刀轴方向单位矢量获取刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量；

步骤130，根据刀位点、刀轴方向单位矢量和所述高度获取刀触点在刀轴上的投影点并根据所述投影点和刀触点获取刀触点指向刀轴的单位矢量；

步骤140，根据刀触点指向刀轴的单位矢量、刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量和刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影长度获取刀触点单位法向矢量；

步骤150，根据刀位点、刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量获取补偿刀位点。

可选地，作为本申请一个实施例，所述根据刀位点、刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量获取补偿刀位点包括：

计算刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量的乘积；

将刀位点与所述乘积之和作为补偿刀位点。

可选地，作为本申请一个实施例，所述方法还包括：

查找第一次出现刀触点的刀位点；

获取所述第一次出现刀触点的刀位点的刀触点单位法向矢量设置为进刀刀触点单位法向矢量标准；

按照所述进刀刀触点单位法向矢量标准设置所述第一次出现刀触点的刀位点之前的刀位点的刀触点单位法向矢量。

可选地，作为本申请一个实施例，所述方法还包括：

获取跨刀部分轨段的开始刀位点、中间刀位点和结束刀位点；

获取跨刀部分轨段开始处的刀触点单位法向矢量和结束处的刀触点单位法向矢量；

根据所述开始刀位点、中间刀位点和结束刀位点计算轨段长度中点；

将所述开始处的刀触点单位法向矢量设置为开始刀位点与所述中点之间的中间刀位点的刀触点单位法向矢量；

将所述结束处的刀触点单位法向矢量设置为结束刀位点与所述中点之间的中间刀位点的刀触点单位法向矢量；

采用二分法差值根据中间刀位点的刀触点单位法向矢量计算所述中点的刀触点单位法向矢量。

可选地，作为本申请一个实施例，所述方法还包括：

查找最后一次出现刀触点的刀位点；

将所述最后一次出现刀触点的刀位点的刀触点单位法向矢量作为退刀刀触点单位法向矢量标准；

按照所述退刀刀触点单位法向矢量标准设置所述最后一次出现刀触点的刀位点之后的刀位点的刀触点单位法向矢量。

为了便于对本发明的理解，下面以本发明刀具半径补偿方法的原理，结合实施例中对刀具半径补偿进行计算的过程，对本发明提供的刀具半径补偿方法做进一步的描述。

具体的，所述刀具半径补偿方法包括：

S1、获取刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量并根据所述刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量获取刀触点在刀轴上投影点相对刀位点的高度。

参考图2，在刀具经刀触点与工件表面接触瞬时，刀具表面刀触点的法向矢量应垂直于刀具表面。提取CAM软件生成加工刀轨后产生的刀具中性文件，从中得到刀触点、刀位点信息，令当前瞬时刀位点为P_l及刀轴方向单位矢量为

当前的刀触点为P_c，采用公式

计算刀触点Pc在刀轴上的投影点P_t相对于刀位点P_l的高度h，请参考图3。

S2、获取刀具轮廓参数并根据所述刀具轮廓参数、所述高度和所述刀轴方向单位矢量获取刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量。

圆角锥度铣刀圆角半径为R₁，圆角锥度铣刀的锥角为B，则圆角段的高度为H＝R₁-R₁×sinB，如刀触点P_c在刀轴上的投影点P_t相对于刀位点P_l的高度h小于H,则判定刀触点在底部圆角处，在截平面内触点法向矢量指向圆角圆心，刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影分量长度为l＝(R₁-h)/R₁，请参考图4；如h大于H，刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影分量长度为l＝sinB，请参考图5。

请参考图6，当刀具为圆弧刀具时，令圆弧刀具的圆弧半径为R₂，圆心相对于刀位点高度为Y，则在截平面内触点法向矢量指向圆角圆心，刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影分量长度为l＝(Y-h)/R₂。

刀触点单位法向矢量v在在刀轴上的投影分量v1为上述分量长度l与刀轴方向单位矢量

的乘积，即

S3、根据刀位点、刀轴方向单位矢量和所述高度获取刀触点在刀轴上的投影点并根据所述投影点和刀触点获取刀触点指向刀轴的单位矢量。

通过

获取刀触点在刀轴上的投影点P_t，通过v₂＝(P_t-P_c)/|P_t-P_c|，获取刀触点指向刀轴的单位矢量v₂。

S4、根据刀触点指向刀轴的单位矢量、刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量和刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影长度获取刀触点单位法向矢量。

则v在刀轴上的投影向量v₁的长度为l，令v在v₂方向上的投影长度为k，则公式v＝kv₂+lv₁，且k²+l²＝1。

求得

进而可获得刀触点P_c处的单位法矢v＝kv₂+lv₁。

S5、根据刀位点、刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量获取补偿刀位点。

结合刀具的半径补偿值与刀触点的单位法矢计算得到补偿后的刀位点，若刀补偿值为r，则补偿后刀位点为P_l'＝P_l+rv。

S6、进退刀刀轨段及跨刀部分没有刀触点，如不进行刀触点单位法向矢量处理，将在进退到及跨刀部分出现过切或欠切的情况。

(1)进刀部分的处理，查找第一次出现刀触点的刀位点P_s，将P_s前各刀位点的触点法矢均设为P_s的刀触点单位法向矢量。

(2)跨刀部分的处理请参考图7，跨刀刀轨段开始及结束处的刀位点含有刀触点，设开始部分含刀触点单位法向矢量的刀位点为P_a，结束部分含刀触点单位法向矢量的刀位点为P_g，另外，P_b、P_c、P_d、P_e、P_f为不含法矢的中间刀位点，计算从P_a到P_g之间刀轨段的总长度L＝L_ab+L_bc+L_cd+L_de+L_ef+L_fg，L_ab、L_bc、L_cd、L_de、L_ef、L_fg分别对应P_aP_b、P_bP_c、P_cP_d、P_dP_f、P_fP_g刀轨段的长度，并检索到P_aP_g轨段间的长度中点P_m，假设P_m落在在P_cP_d刀轨段上，且P_cP_m的长度为L_cm，则P_m的坐标为:P_m＝P_c+(P_d-P_c)L_cm/L_cd，先将P_m之前刀位点P_b、P_c的刀触点单位法向矢量设为P_a的刀触点单位法向矢量，P_m之后刀位点P_d、P_e、P_f的刀触点单位法向矢量设为P_g的刀触点单位法向矢量，P_m的刀触点单位法向矢量为P_c、P_d法矢在P_m处的线性插值，具体插值方式采用二分法插值，请参考图8。

设v₁、v₂为两个单位向量，v为线性插值后的单位法矢，k(0≤k≤1)为线性插值系数，ε为插值精度，法矢线性插值二分法的的具体做法为:

a.如k≤ε成立，则v＝v₁，程序结束，否则执行步骤b；

b.如k≥1-ε成立，则v＝v₂，程序结束，否则执行步骤c；

c.如|k-0.5|≤ε成立，且|v₁+v₂|＞ε成立，v＝(v₁+v₂)/|v₁+v₂|，结束。

如|k-0.5|≤ε成立，且|v₁+v₂|＞ε不成立，v＝(0,0,0)，结束。

如|k-0.5|≤ε不成立，执步骤d；

d.令v＝v₁+v₂，求v的模|v|；

e.如|v|＞ε成立，且|v|≥2-ε成立，则v＝v/|v|，v即为所求插值向量，结束。

如|v|＞ε成立，且|v|≥2-ε不成立，执行步骤f；

如|v|＞ε不成立，v＝(0,0,0)，结束。

f.如k＜0.5成立，令k＝(0.5-k)/0.5，v₂＝v执行步骤d；

如k＞0.5成立，令k＝(k-0.5)/0.5，v₁＝v执行步骤d。

(3)退刀部分的处理，查找最后一次出现刀触点的刀位点P_z，将P_z后各刀位点的刀触点单位法向矢量均设为P_z的刀触点单位法向矢量。

本实施例刀具半径补偿方法的效果请参考图9和图10，对比图9和图10可以发现，刀具半径补偿后刀轨更加精确。

如图11示，该装置1100包括：

数据获取单元1110，所述数据获取单元1110用于获取刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量并根据所述刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量获取刀触点在刀轴上投影点相对刀位点的高度；

参数获取单元1120，所述参数获取单元1120用于获取刀具轮廓参数并根据所述刀具轮廓参数、所述高度和所述刀轴方向单位矢量获取刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量；

分量获取单元1130，所述分量获取单元1130用于根据刀位点、刀轴方向单位矢量和所述高度获取刀触点在刀轴上的投影点并根据所述投影点和刀触点获取刀触点指向刀轴的单位矢量；

矢量获取单元1140，所述矢量获取单元1140用于根据刀触点指向刀轴的单位矢量、刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量和刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影长度获取刀触点单位法向矢量；

补充计算单元1150，所述补偿计算单元1150用于根据刀位点、刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量获取补偿刀位点。

可选地，作为本申请一个实施例，所述补偿计算单元包括：

补偿计算模块，配置用于计算刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量的乘积；

刀位计算模块，配置用于将刀位点与所述乘积之和作为补偿刀位点。

可选地，作为本申请一个实施例，所述装置还包括：

进刀查找单元，配置用于查找第一次出现刀触点的刀位点；

进刀矢量单元，配置用于获取所述第一次出现刀触点的刀位点的刀触点单位法向矢量设置为进刀刀触点单位法向矢量标准；

进刀设置单元，配置用于按照所述进刀刀触点单位法向矢量标准设置所述第一次出现刀触点的刀位点之前的刀位点的刀触点单位法向矢量。

可选地，作为本申请一个实施例，所述装置还包括：

跨刀刀位获取单元，配置用于获取跨刀部分轨段的开始刀位点、中间刀位点和结束刀位点；

跨刀矢量获取单元，配置用于获取跨刀部分轨段开始处的刀触点单位法向矢量和结束处的刀触点单位法向矢量；

跨刀中点确定单元，配置用于根据所述开始刀位点、中间刀位点和结束刀位点计算轨段长度中点；

第一矢量设置单元，配置用于将所述开始处的刀触点单位法向矢量设置为开始刀位点与所述中点之间的中间刀位点的刀触点单位法向矢量；

第二矢量设置单元，配置用于将所述结束处的刀触点单位法向矢量设置为结束刀位点与所述中点之间的中间刀位点的刀触点单位法向矢量；

中点矢量计算单元，配置用于采用二分法差值根据中间刀位点的刀触点单位法向矢量计算所述中点的刀触点单位法向矢量。

可选的，作为本申请一个实施例，所述装置还包括：

退刀查找单元，配置用于查找最后一次出现刀触点的刀位点；

退刀矢量单元，配置用于将所述最后一次出现刀触点的刀位点的刀触点单位法向矢量作为退刀刀触点单位法向矢量标准；

退刀设置单元，配置用于按照所述退刀刀触点单位法向矢量标准设置所述最后一次出现刀触点的刀位点之后的刀位点的刀触点单位法向矢量。

图12为本发明实施例提供的一种终端装置1200的结构示意图，该终端装置1200可以用于执行本申请实施例提供的更新散热策略参数的方法。

其中，该终端装置1200可以包括：处理器1210、存储器1220及通信单元1230。这些组件通过一条或多条总线进行通信，本领域技术人员可以理解，图中示出的服务器的结构并不构成对本申请的限定，它既可以是总线形结构，也可以是星型结构，还可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。

其中，该存储器1220可以用于存储处理器1210的执行指令，存储器1220可以由任何类型的易失性或非易失性存储终端或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器(SRAM)，电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)，可擦除可编程只读存储器(EPROM)，可编程只读存储器(PROM)，只读存储器(ROM)，磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。当存储器1220中的执行指令由处理器1210执行时，使得终端1200能够执行以下上述方法实施例中的部分或全部步骤。

处理器1210为存储终端的控制中心，利用各种接口和线路连接整个电子终端的各个部分，通过运行或执行存储在存储器1220内的软件程序和/或模块，以及调用存储在存储器内的数据，以执行电子终端的各种功能和/或处理数据。所述处理器可以由集成电路(Integrated Circuit，简称IC)组成，例如可以由单颗封装的IC所组成，也可以由连接多颗相同功能或不同功能的封装IC而组成。举例来说，处理器1210可以仅包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)。在本申请实施方式中，CPU可以是单运算核心，也可以包括多运算核心。

通信单元1230，用于建立通信信道，从而使所述存储终端可以与其它终端进行通信。接收其他终端发送的用户数据或者向其他终端发送用户数据。

本申请还提供一种计算机存储介质，其中，该计算机存储介质可存储有程序，该程序执行时可包括本申请提供的各实施例中的部分或全部步骤。所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(英文：read-only memory，简称：ROM)或随机存储记忆体(英文：random access memory，简称：RAM)等。

因此，本申请通过获取刀触点及相关信息和刀具轮廓参数，经过计算得到刀触点单位法向矢量，再根据刀触点单位法向矢量和刀具的半径补偿值，结合已知的刀位点即可得到补偿刀位点。本发明不需要知道多轴机床的结构及运动形式，故对于多轴机床的刀具半径补偿更具有普适性，节省了获得多轴机床结构及运动形式的工序，简化了多轴机床后置处理程序的编写流程，提高了处理效率，本实施例所能达到的技术效果可以参见上文中的描述，此处不再赘述。

本领域的技术人员可以清楚地了解到本申请实施例中的技术可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本申请实施例中的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中如U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质，包括若干指令用以使得一台计算机终端(可以是个人计算机，服务器，或者第二终端、网络终端等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。

本说明书中各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。尤其，对于终端实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例中的说明即可。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统、装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。

另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。

尽管通过参考附图并结合优选实施例的方式对本发明进行了详细描述，但本发明并不限于此。在不脱离本发明的精神和实质的前提下，本领域普通技术人员可以对本发明的实施例进行各种等效的修改或替换，而这些修改或替换都应在本发明的涵盖范围内/任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。

Claims (4)

1.一种刀具半径补偿方法，其特征在于，所述方法包括：

获取刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量并根据所述刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量获取刀触点在刀轴上投影点相对刀位点的高度；

获取刀具轮廓参数并根据所述刀具轮廓参数、所述高度和所述刀轴方向单位矢量获取刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量；

根据刀位点、刀轴方向单位矢量和所述高度获取刀触点在刀轴上的投影点并根据所述投影点和刀触点获取刀触点指向刀轴的单位矢量；

根据刀触点指向刀轴的单位矢量、刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量和刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影长度获取刀触点单位法向矢量；

根据刀位点、刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量获取补偿刀位点；

所述方法还包括：

查找第一次出现刀触点的刀位点；

获取所述第一次出现刀触点的刀位点的刀触点单位法向矢量设置为进刀刀触点单位法向矢量标准；

按照所述进刀刀触点单位法向矢量标准设置所述第一次出现刀触点的刀位点之前的刀位点的刀触点单位法向矢量；

所述方法还包括：

获取跨刀部分轨段的开始刀位点、中间刀位点和结束刀位点；

获取跨刀部分轨段开始处的刀触点单位法向矢量和结束处的刀触点单位法向矢量；

根据所述开始刀位点、中间刀位点和结束刀位点计算轨段长度中点；

将所述开始处的刀触点单位法向矢量设置为开始刀位点与所述中点之间的中间刀位点的刀触点单位法向矢量；

将所述结束处的刀触点单位法向矢量设置为结束刀位点与所述中点之间的中间刀位点的刀触点单位法向矢量；

采用二分法差值根据中间刀位点的刀触点单位法向矢量计算所述中点的刀触点单位法向矢量；

所述方法还包括：

查找最后一次出现刀触点的刀位点；

将所述最后一次出现刀触点的刀位点的刀触点单位法向矢量作为退刀刀触点单位法向矢量标准；

按照所述退刀刀触点单位法向矢量标准设置所述最后一次出现刀触点的刀位点之后的刀位点的刀触点单位法向矢量。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据刀位点、刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量获取补偿刀位点包括：

计算刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量的乘积；

将刀位点与所述乘积之和作为补偿刀位点。

3.一种刀具半径补偿装置，其特征在于，所述装置包括：

数据获取单元，配置用于获取刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量并根据所述刀位点、刀触点和刀轴方向单位矢量获取刀触点在刀轴上投影点相对刀位点的高度；

参数获取单元，配置用于获取刀具轮廓参数并根据所述刀具轮廓参数、所述高度和所述刀轴方向单位矢量获取刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量；

分量获取单元，配置用于根据刀位点、刀轴方向单位矢量和所述高度获取刀触点在刀轴上的投影点并根据所述投影点和刀触点获取刀触点指向刀轴的单位矢量；

矢量获取单元，配置用于根据刀触点指向刀轴的单位矢量、刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影向量和刀触点单位法向矢量在刀轴上的投影长度获取刀触点单位法向矢量；

补偿计算单元，配置用于根据刀位点、刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量获取补偿刀位点；

所述装置还包括：

进刀查找单元，配置用于查找第一次出现刀触点的刀位点；

进刀矢量单元，配置用于获取所述第一次出现刀触点的刀位点的刀触点单位法向矢量设置为进刀刀触点单位法向矢量标准；

进刀设置单元，配置用于按照所述进刀刀触点单位法向矢量标准设置所述第一次出现刀触点的刀位点之前的刀位点的刀触点单位法向矢量；

所述装置还包括：跨刀刀位获取单元，配置用于获取跨刀部分轨段的开始刀位点、中间刀位点和结束刀位点；

跨刀矢量获取单元，配置用于获取跨刀部分轨段开始处的刀触点单位法向矢量和结束处的刀触点单位法向矢量；

跨刀中点确定单元，配置用于根据所述开始刀位点、中间刀位点和结束刀位点计算轨段长度中点；

第一矢量设置单元，配置用于将所述开始处的刀触点单位法向矢量设置为开始刀位点与所述中点之间的中间刀位点的刀触点单位法向矢量；

第二矢量设置单元，配置用于将所述结束处的刀触点单位法向矢量设置为结束刀位点与所述中点之间的中间刀位点的刀触点单位法向矢量；

中点矢量计算单元，配置用于采用二分法差值根据中间刀位点的刀触点单位法向矢量计算所述中点的刀触点单位法向矢量；

所述装置还包括：

退刀查找单元，配置用于查找最后一次出现刀触点的刀位点；

退刀矢量单元，配置用于将所述最后一次出现刀触点的刀位点的刀触点单位法向矢量作为退刀刀触点单位法向矢量标准；

退刀设置单元，配置用于按照所述退刀刀触点单位法向矢量标准设置所述最后一次出现刀触点的刀位点之后的刀位点的刀触点单位法向矢量。

4.根据权利要求3所述的装置，其特征在于，所述补偿计算单元包括：

补偿计算模块，配置用于计算刀具的半径补偿值和所述刀触点单位法向矢量的乘积；

刀位计算模块，配置用于将刀位点与所述乘积之和作为补偿刀位点。

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