CN111830908A - 基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法、系统、终端、介质 - Google Patents

Abstract

本申请提供基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法、系统、终端、介质，其有效避免了包络刀路计算过程中的基于实体的圆柱包络计算、包络体布尔运算和微小直线逼近计算，无需大规模的计算资源，包络刀路计算和仿真显示完全基于二维线性图形计算，计算和显示资源消耗低，运算效率高，且该装置独立于机床控制系统之外，可实现包络刀路离线计算、仿真、修改、管理、输出。生成的NC代码与平面图形几何数据一一对应，方便实现，便于理解和参数化修改。本申请的技术方案可与具有A轴或C轴的数控机床配合使用，作为滚筒类零件表面特征加工专用设备，无需另外购置商业CAD/CAM软件或在数控系统中额外购置对话式编程系统。

Description

基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法、系统、终端、 介质

技术领域

本申请涉及数字化制造技术领域，特别是涉及基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法、系统、终端、介质。

背景技术

回转体零件圆柱表面上的一些异形三维加工特征，如吸风滚筒上的吸风槽、凸台、径向孔等，是由二维线性图形以圆柱面轴线为包络轴线向圆柱面包络产生的。此类特征采用工件回转和刀具运动同时进行的铣削方法加工，因为属于三维曲面，以往需要采用商业CAD/CAM软件进行数控编程。首先使用商业CAD软件通过二维图形圆柱包络的方法建立所需加工特征的三维模型，再用商业CAM软件通过微小直线和圆弧逼近三维特征的方法计算刀路，然后通过商业CAM软件定制的后处理模块对刀路进行后置处理，生成NC文件，最后将NC文件输入机床控制系统，驱动机床进行加工。

在上述现有技术中，使用商业CAD软件通过二维图形圆柱包络的方法建立所需加工特征的三维模型，则该商业CAD软件需具备实体圆柱包络计算和包络体布尔运算的功能。使用商业CAM软件通过微小直线和圆弧逼近三维特征的方法计算刀路，则该商业CAM软件需具备五坐标联动刀路计算功能。且生成的刀路数据为多轴联动的点位数据，这种点位数据为了追求一定的逼近误差，往往点位数量十分巨大，不适合现场操作人员理解和修改。而且每一种机床结构和数控系统都需要专用的后处理程序来生成NC代码，导致操作不便且效率低下。

对于吸风滚筒等孔、槽、凸台密集的零件，滚筒本体为通用结构，厂商根据具体产品需要设计平面吸风方案，现有技术根据吸风方案设计滚筒结构，再根据滚筒结构利用CAM软件编制刀路数据。生产部门无法由吸风方案直接生成刀路数据。因此，本领域亟需刀路生成的解决方案，可与具有A轴或C轴的数控机床配合使用，作为滚筒类零件表面特征加工专用设备，无需另外购置商业CAD/CAM软件或在数控系统中额外购置对话式编程系统。

申请内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本申请的目的在于提供基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法、系统、终端、介质，用于解决现有技术中的刀路数据的生成方式效率低下且不易被理解和修改，无法通过平面方案而非具体零件结构的设计和管理实现NC数据的生成和管理等技术问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第一方面提供一种基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法，所述方法包括：根据所使用加工机械的结构信息以及加工对象在所述加工机械上的装夹方式确定加工坐标系；根据坐标系几何对应关系，建立与所述加工坐标系几何对应的平面图形坐标系；在所述平面图形坐标系下获取多个图形关键点坐标，并将各图形关键点按照获取顺序进行直线相连，据以形成平面图形；基于工艺信息针对所述平面图形进行圆柱包络计算，据以得到圆柱包络刀路数据；根据刀具几何信息和加工坐标系信息，同步显示平面刀路和包络刀路；输出NC文件以令所述NC文件被保存；对工程文件进行管理，其管理可以在显示界面直观显示平面方案；所述工程文件包括平面图形信息、加工坐标系信息、刀具及机床信息、NC文件路径信息中的任一种或多种组合，并能够根据这些信息进行检索。

于本申请第一方面的一些实施方式中，所述方法包括根据下述公式得到圆柱包络刀路数据：

其中，C表示圆柱包络刀路数据，D表示包络直径，L由平面图形坐标值和刀具轴线相对切削点的位置共同决定。

于本申请第一方面的一些实施方式中，所述工艺信息包括刀具几何信息、机床结构信息、和切入/切出信息。

于本申请第一方面的一些实施方式中，所述坐标系几何对应关系包括：所述加工坐标系由平面图形坐标系向一固定直径的圆柱面包络产生。

于本申请第一方面的一些实施方式中，所述加工坐标系表示为(X，Y，Z，C)；其中，X轴和Y轴表示两个相互垂直的圆柱径向方向，Z轴表示与X轴和Y轴都垂直的圆柱轴向方向，C轴表示圆柱的旋转方向；所述平面图形坐标系表示为(X’，Z’)；其中，Z’轴与Z轴相对应。

于本申请第一方面的一些实施方式中，所述图形关键点的获取顺序与工艺中的走刀顺序相一致。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请的第二方面提供一种基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成系统，其包括：加工坐标系确定模块，用于根据所使用加工机械的结构信息以及加工对象在所述加工机械上的装夹方式确定加工坐标系；平面图形坐标系建立模块，用于根据坐标系几何对应关系，建立与所述加工坐标系几何对应的平面图形坐标系；平面图形输入模块，用于在所述平面图形坐标系下获取多个图形关键点坐标，并将各图形关键点按照获取顺序进行直线相连，据以形成平面图形；刀路计算模块，用于基于工艺信息针对所述平面图形进行圆柱包络计算，据以得到圆柱包络刀路数据；同步实时显示模块，用于根据刀具几何信息和加工坐标系信息，同步显示平面刀路和包络刀路；文件输出模块，用于输出NC文件以令所述NC文件被保存；文件管理模块，用于管理工程文件；所述工程文件包括平面图形信息、加工坐标系信息、刀具及机床信息、NC文件路径信息中的任一种或多种组合。

于本申请第二方面的一些实施方式中，所述刀路计算模块根据下述公式得到圆柱包络刀路数据：

其中，C表示圆柱包络刀路数据，D表示包络直径，L由平面图形坐标值和刀具轴线相对切削点的位置共同决定。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本申请提供一种电子终端，包括：处理器及存储器；所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法。

如上所述，本申请的基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法、系统、终端、介质，具有以下有益效果：本申请提供的圆柱包络刀路生成方法及系统避免了包络刀路计算过程中的基于实体的圆柱包络计算、包络体布尔运算和微小直线逼近计算，无需大规模的计算资源，包络刀路计算和仿真显示完全基于二维线性图形计算，计算和显示资源消耗低，运算效率高，且该装置独立于机床控制系统之外，可实现包络刀路离线计算、仿真、修改、管理、输出。生成的NC代码与平面图形几何数据一一对应，方便实现，便于理解和参数化修改。可实现通过平面方案而非具体零件结构的设计和管理实现NC数据的生成和管理。利用该刀路生成方法及装置，可与具有A轴或C轴的数控机床配合使用，作为滚筒类零件表面特征加工专用设备，不需另外购置商业CAD/CAM软件或在数控系统中额外购置对话式编程系统。

附图说明

图1显示为本申请一实施例中基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成系统的示意图。

图2显示为本申请一实施例中刀具轴线相对切削点的示意图。

图3显示为本申请一实施例中基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法的流程示意图。

图4显示为本申请一实施例中待生成圆柱包络刀路的加工对象的示意图。

图5显示为本申请一实施例中的平面图形坐标系的示意图。

图6显示为本申请一实施例中的圆柱包络计算的几何示意图。

图7显示为本申请一实施例中电子终端的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本申请的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本申请的其他优点与功效。本申请还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本申请的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本申请的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本申请的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本申请的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本申请。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、“下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在本申请中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”、“固持”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

回转体零件圆柱表面上的一些异形三维加工特征，如槽、凸台等，是由二维线性图形以圆柱面轴线为包络轴线向圆柱面包络产生的。此类特征采用工件回转和刀具运动同时进行的铣削方法加工，因为属于三维曲面，故通常先使用商业CAD软件通过二维图形圆柱包络的方法建立所需加工特征的三维模型，再用CAM软件通过微小直线和圆弧逼近三维特征的方法计算刀路，然后通过CAM软件定制的后处理模块对刀路进行后置处理，生成NC文件，最后将NC文件输入机床控制系统，驱动机床进行加工。但该现有技术的实现涉及到巨量的数据处理，不适合现场操作人员理解和修改，也不便于操作，无法通过平面方案而非具体零件结构的设计和管理实现NC数据的生成和管理，面临着交互不友好工作效率低下等亟需解决的难题。

为解决这些现有技术中的难题，本申请提供基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法、系统、终端、介质，计算和显示资源消耗低且运算效率高，该装置独立于机床控制系统之外，可实现包络刀路的离线计算、仿真、修改、管理、输出。生成的NC代码与平面图形几何数据一一对应，方便实现，便于理解和参数化修改，可实现通过平面方案而非具体零件结构的设计和管理实现NC数据的生成和管理，因而能够有效解决现有技术中的问题。

如图1所示，展示本申请一实施例中基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成系统的示意图。所述圆柱包络刀路生成系统包括加工坐标系确定模块11、平面图形坐标系建立模块12、平面图形输入模块13、刀路计算模块14、刀具及机床数据库模块15，同步实时显示模块16，文件输出模块17、文件管理模块18。

在一实施例中，所述加工坐标系确定模块11用于根据所使用的加工机械的结构信息以及加工对象在所述加工机械上的装夹方式确定加工坐标系。

在一实施例中，所述平面图形坐标系建立模块12用于根据坐标系几何对应关系，建立与所述加工坐标系几何对应的平面图形坐标系。

在一实施例中，所述平面图形输入模块13，以笛卡尔坐标形式输入构成平面线性图形的关键点，系统按关键点输入顺序用直线将关键点连接，再将这些线段首尾连接形成平面图形。需说明的是，线段数量没有限制，且构成平面图形的线段可与包络轴线呈任何角度。该笛卡尔坐标系零点和各轴方向按毛坯加工坐标系和包络图形角向位置指定。

在一实施例中，所述刀具及机床数据库模块15用于创建、保存和管理相关刀具几何、切削参数和机床控制轴相关数据。

在一实施例中，所述刀路计算模块14用于调用刀具及机床数据库中相关刀具、机床结构及切入切出等工艺信息，针对平面图形进行圆柱包络计算，得到圆柱包络刀路数据，并套用预设的工艺模板生成完整的程序段。

在一实施例中，所述刀路计算模块14基于下文中的公式1)对平面刀路控制点坐标进行圆柱包络计算：

其中，D表示包络直径，其为预设值或由用户指定；L由平面图形坐标值和刀具轴线相对切削点的位置共同决定。加工特征包络于直径为D的外圆，刀具轴线相对于外圆中心的相对位置可根据加工实际情况灵活设置，如图2所示。以图2中刀具位置a为例，此时刀具轴线经过外圆轴线，L由平面包络图形坐标值计算；当刀具轴线不经过外圆轴线时，需在平面图形本身特征点之外额外增加“过程关键点”来预定位刀具位置。

在一实施例中，所述同步实时显示模块16用于根据所设置的刀具几何和加工坐标系的信息，同步显示平面刀路和包络刀路，DNC控制时该显示图形能同步当前传输中的NC代码所指定的刀具坐标位置。

需要说明的是，DNC(Distributed Numerical Control)控制称为分布式数控，意为直接数字控制或分布数字控制，是实现CAD/CAM和计算机辅助生产管理系统集成的纽带，是机械加工自动化的又一种形式。DNC系统能够实现车间数控设备及生产工位的统一联网管理，支持数控设备的在线加工、NC程序的断点续传、在线远程请求和历史追溯等等，提高企业数控设备的生产效率。

在一实施例中，所述文件输出模块17用于通过传输协议实现NC文件的输出，可输出文件保存在硬盘、USB设备、WIFI传输、网络FTP等位置，或DNC直接控制机床。

在一实施例中，所述文件管理模块18用于实现工程文件的管理，该工程文件保存圆柱包络刀路计算中所使用的平面图形数据、加工坐标系、刀具及机床信息、输出的NC文件路径等信息。

本实施例以“工程文件”的形式对生成包络刀路所使用的所有相关文件进行管理。启动所述圆柱包络刀路生成系统电源，输入“工程文件”名称和保存路径以新建“工程”或打开现有的“工程文件”。该工程文件保存圆柱包络刀路计算中所使用的平面图形数据、加工坐标系、刀具及机床信息、输出的NC文件路径等信息。

需要说明的是，应理解以上系统的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，刀路计算模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述系统的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述系统的存储器中，由上述系统的某一个处理元件调用并执行以上刀路计算模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里所述的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。

例如，以上这些模块可以是被配置成实施以上方法的一个或多个集成电路，例如：一个或多个特定集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)，或，一个或多个微处理器(digital signal processor，简称DSP)，或，一个或者多个现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)等。再如，当以上某个模块通过处理元件调度程序代码的形式实现时，该处理元件可以是通用处理器，例如中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)或其它可以调用程序代码的处理器。再如，这些模块可以集成在一起，以片上系统(system-on-a-chip，简称SOC)的形式实现。

如图3所示，展示本申请一实施例中基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法的流程示意图。

在一些实施方式中，所述方法可应用于控制器，例如：ARM控制器、FPGA控制器、SoC控制器、DSP控制器、或者MCU控制器等等。在一些实施方式中，所述方法也可应用于包括存储器、存储控制器、一个或多个处理单元(CPU)、外设接口、RF电路、音频电路、扬声器、麦克风、输入/输出(I/O)子系统、显示屏、其他输出或控制设备，以及外部端口等组件的计算机；所述计算机包括但不限于如台式电脑、笔记本电脑、平板电脑、智能手机、智能电视、个人数字助理(Personal Digital Assistant，简称PDA)等个人电脑。在另一些实施方式中，所述方法还可应用于服务器，所述服务器可以根据功能、负载等多种因素布置在一个或多个实体服务器上，也可以由分布的或集中的服务器集群构成。

于本实施例中，所述方法包括步骤S31、步骤S32、步骤S33、步骤S34、步骤S35、步骤S36、步骤S37。

在步骤S31中，根据所使用加工机械的结构信息以及加工对象在所述加工机械上的装夹方式确定加工坐标系。

在步骤S32中，根据坐标系几何对应关系，建立与所述加工坐标系几何对应的平面图形坐标系。

在步骤S33中，在所述平面图形坐标系下获取多个图形关键点坐标，并将各图形关键点按照获取顺序进行直线相连，据以形成平面图形。

在步骤S34中，基于工艺信息针对所述平面图形进行圆柱包络计算，据以得到圆柱包络刀路数据。

在步骤S35中，根据刀具几何信息和加工坐标系信息，同步显示平面刀路和包络刀路。

在步骤S36中，输出NC文件以令所述NC文件被保存。

在步骤S37中，对工程文件进行管理；所述工程文件包括平面图形信息、加工坐标系信息、刀具及机床信息、NC文件路径信息中的任一种或多种组合。

需要说明的是，本实施例以“工程文件”的形式对生成包络刀路所使用的所有相关文件进行管理。启动所述圆柱包络刀路生成系统电源，输入“工程文件”名称和保存路径以新建“工程”或打开现有的“工程文件”。该工程文件保存圆柱包络刀路计算中所使用的平面图形数据、加工坐标系、刀具及机床信息、输出的NC文件路径等信息。

需要说明的是，本实施例中基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法的实施方式，与上文中基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成系统的实施方式类似，故不再赘述。

值得注意的是，本申请提供的圆柱包络刀路生成方法及系统避免了包络刀路计算过程中的基于实体的圆柱包络计算、包络体布尔运算和微小直线逼近计算，无需大规模的计算资源，包络刀路计算和仿真显示完全基于二维线性图形计算，计算和显示资源消耗低，运算效率高，且该装置独立于机床控制系统之外，可实现包络刀路离线计算、仿真、修改、管理、输出。生成的NC代码与平面图形几何数据一一对应，方便实现，便于理解和参数化修改。

如图4所示，展示本申请一实施例中待生成圆柱包络刀路的加工对象的示意图。于本实施例中，以某吸风滚筒上的商标纸形凸台为例，该商标纸凸台平面图形向滚筒圆柱面包络形成了一个空间几何凸台。包络直径为276mm，使用刀具直径dt＝Ф10进行轮廓铣削加工。

根据所使用加工机床的机械结构和该滚筒零件在机床上的装夹方式定义加工坐标系，也即则该包络图形坐标系为(X，Y，Z，C)。如图3所示，坐标系(X，Y，Z，C)中的X轴和Z轴为相互垂直的径向，Y轴为轴向，C轴为该滚筒零件的旋转方向。

如图5所示，展示本实施例中的平面图形坐标系的示意图。平面图形坐标系根据加工坐标系几何对应关系而建立，如图5所示，建立的平面图形坐标系为(X’，Z’)。即(X，Y，Z，C)为(X’，Z’)向一固定直径的圆柱面包络产生，因此对于固定的包络圆柱面，(X，Y，Z，C)坐标系下的点与(X’，Z’)坐标系下的点一一对应。

需要说明的是，本实施例以“工程文件”的形式对生成包络刀路所使用的所有相关文件进行管理。启动所述圆柱包络刀路生成装置电源，输入“工程文件”名称和保存路径以新建“工程”或打开现有的“工程文件”。该工程文件保存圆柱包络刀路计算中所使用的平面图形数据、加工坐标系、刀具及机床信息、输出的NC文件路径等信息。

以空间凸台的燕尾形轮廓加工为例，如图5所示，平面图形坐标中的Z’轴与图3的包络图形坐标系中的Z轴相对应。通过笛卡尔坐标(X’，Z’)按顺序添加“关键点”，输入平面线性图形，输入顺序与走刀顺序一致，切削方向通过选项选择。

选择或设置刀具几何参数、切削参数、加工余量、包络直径、切入切出形式，以提供计算过程所需要的一些基本参数。于本实施例中，刀具直径如图4所示选择10mm。

执行包络刀路计算过程具体为：结合前述各工艺参数搜索或设置平面线性图形的分段区间，形成分段点坐标，如图5中所示的#1、#2、#3、#4，为刀路控制点。刀具按顺序依次经过#1、#2、#3、#4点，即可在一平面毛坯上加工出该平面轮廓。根据刀具相对图形的方向、刀具直径、切入切出参数，计算得平面刀路控制点坐标为#1(X’1，Z’1)、#2(X’2，Z’2)、#3(X’3，Z’3)、#4(X’4，Z’4)。

在加工坐标系下有四个点与该平面坐标系下的四个控制点一一对应。相应的，在该圆柱面上，刀具依次经过对应的四个控制点即可形成该平面轮廓的空间包络轮廓。

如图6所示，展示本实施例中圆柱包络计算的几何示意图。对平面刀路控制点坐标进行圆柱包络计算的方式为：

Z＝Z'；其中，C表示圆柱包络刀路数据，D表示包络直径，L与平面图形的平面坐标X’以及刀具轴线相对切削点的位置有关，由两者共同决定。

如图2所示，展示本实施例中刀具轴线相对包络外圆轴线的位置示意图。刀具轴线相对于外圆中心的相对位置可根据加工实际情况灵活设置，当刀具轴线不经过外圆轴线时，在平面图形本身特征点之外额外增加“过程关键点”预定位刀具位置。包络图形坐标系中的Y坐标决定了刀具轴线相对切削点的位置。

加工坐标系中的X坐标为切削深度值。不同的包络形状特征适合使用不同的刀具轴线相对位置，本实施例中采用Y＝0。

经过如上计算得出了各平面刀路控制点在包络坐标系下的坐标值：

#1(X1,Y1,Z1,C1)、#2(X2,Y2,Z2,C2)、#3(X3,Y3,Z3,C3)、#4(X4,Y4,Z4,C4)。

以此包络分段点坐标按顺序输出NC程序。输出根据自定义的切削模板，实施例所定义模板的输出流程为：

1)X轴回安全位置；

2)C轴按第一个包络分段点定位；

3)X轴定位到切入位置；

4)Y轴定位到切入位置；

5)X轴切入；

6)按包络分段点循环进行差补，(Z，C)联动，直到所有分段点差补完成再进入下一步；

7)X轴切出，定位到切出点；

8)X轴回安全位置；

9)完成。

平面刀路显示基于平面图形，根据仿真NC程序或DNC程序当前坐标位置绘制相等于刀具直径的圆。包络刀路的显示基于二维线框几何计算，线框显示切削深度和包络直径两个圆柱面，刀具也以圆柱线框显示。DNC控制时该显示图形实时重绘，以同步当前传输中的NC代码所指定的刀具坐标位置。

所述文件输出模块，通过传输协议实现NC文件的输出，可输出文件保存在硬盘、USB设备、WIFI传输、网络FTP等位置，或DNC直接控制机床。

在一实施例中，本申请提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现所述基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法。本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

如图7所示，展示本申请一实施例中电子终端的结构示意图。本实例提供的电子终端，包括：处理器71、存储器72、收发器73、通信接口74和系统总线75；存储器72和通信接口74通过系统总线75与处理器71和收发器73连接并完成相互间的通信，存储器72用于存储计算机程序，通信接口74和收发器73用于和其他设备进行通信，处理器71用于运行计算机程序，使电子终端执行如上基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法的各个步骤。

上述提到的系统总线可以是外设部件互连标准(Peripheral ComponentInterconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(Extended Industry StandardArchitecture，简称EISA)总线等。该系统总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。为便于表示，图中仅用一条粗线表示，但并不表示仅有一根总线或一种类型的总线。通信接口用于实现数据库访问装置与其他设备(例如客户端、读写库和只读库)之间的通信。存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。

上述的处理器可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

综上所述，本申请提供基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法、系统、终端、介质，有效避免了包络刀路计算过程中的基于实体的圆柱包络计算、包络体布尔运算和微小直线逼近计算，无需大规模的计算资源，包络刀路计算和仿真显示完全基于二维线性图形计算，计算和显示资源消耗低，运算效率高，且该装置独立于机床控制系统之外，可实现包络刀路离线计算、仿真、修改、管理、输出。生成的NC代码与平面图形几何数据一一对应，方便实现，便于理解和参数化修改，可实现通过平面方案而非具体零件结构的设计和管理实现NC数据的生成和管理。利用该刀路生成方法及装置，可与具有A轴或C轴的数控机床配合使用，作为滚筒类零件表面特征加工专用设备，不需另外购置商业CAD/CAM软件或在数控系统中额外购置对话式编程系统。所以，本申请有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本申请的原理及其功效，而非用于限制本申请。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本申请的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本申请所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本申请的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法，其特征在于，包括：

根据所使用加工机械的结构信息以及加工对象在所述加工机械上的装夹方式确定加工坐标系；

根据坐标系几何对应关系，建立与所述加工坐标系几何对应的平面图形坐标系；

在所述平面图形坐标系下获取多个图形关键点坐标，并将各图形关键点按照获取顺序进行直线连接，据以形成平面图形；

基于工艺信息针对所述平面图形进行圆柱包络计算，据以得到圆柱包络刀路数据；

根据刀具几何信息和加工坐标系信息，同步显示平面刀路和包络刀路；

输出NC文件以令所述NC文件被保存；

对工程文件进行管理；所述工程文件包括平面图形信息、加工坐标系信息、刀具及机床信息、NC文件路径信息中的任一种或多种组合。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法包括根据下述公式得到圆柱包络刀路数据：

其中，C表示圆柱包络刀路数据，D表示包络直径，L由平面图形坐标值和刀具轴线相对切削点的位置共同决定。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述工艺信息包括刀具几何信息、机床结构信息、和切入/切出信息。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述坐标系几何对应关系包括：所述加工坐标系由平面图形坐标系向一固定直径的圆柱面包络产生。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，包括：

所述加工坐标系表示为(X，Y，Z，C)；其中，X轴和Y轴表示两个相互垂直的圆柱径向方向，Z轴表示与X轴和Y轴都垂直的圆柱轴向方向，C轴表示圆柱的旋转方向；

所述平面图形坐标系表示为(X’，Z’)；其中，Z’轴与Z轴相对应。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述图形关键点的获取顺序与工艺中的走刀顺序相一致。

7.一种基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成系统，其特征在于，包括：

加工坐标系确定模块，用于根据所使用加工机械的结构信息以及加工对象在所述加工机械上的装夹方式确定加工坐标系；

平面图形坐标系建立模块，用于根据坐标系几何对应关系，建立与所述加工坐标系几何对应的平面图形坐标系；

平面图形输入模块，用于在所述平面图形坐标系下获取多个图形关键点坐标，并将各图形关键点按照获取顺序进行直线相连，据以形成平面图形；

刀路计算模块，用于基于工艺信息针对所述平面图形进行圆柱包络计算，据以得到圆柱包络刀路数据；

同步实时显示模块，用于根据刀具几何信息和加工坐标系信息，同步显示平面刀路和包络刀路；

文件输出模块，用于输出NC文件以令所述NC文件被保存；

文件管理模块，用于管理工程文件；所述工程文件包括平面图形信息、加工坐标系信息、刀具及机床信息、NC文件路径信息中的任一种或多种组合。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述刀路计算模块根据下述公式得到圆柱包络刀路数据：

其中，C表示圆柱包络刀路数据，D表示包络直径，L由平面图形坐标值和刀具轴线相对切削点的位置共同决定。

9.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至6中任一项所述基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法。

10.一种电子终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序；

所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1至6中任一项所述基于二维线性图形的圆柱包络刀路生成方法。

Images