CN113268038B - 基于平行铣削的刀轨排序方法、智能终端以及存储装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种基于平行铣削的刀轨排序方法、智能终端以及存储装置,基于平行铣削的刀轨排序方法包括:S101:根据刀轨段所属的引导线以及刀轨段之间的加工范围重叠信息将刀轨段划分入不同的加工区域;S102:获取每个加工区域中刀轨段的编号极值,并根据编号极值的大小对加工区域进行排序,S103:根据刀轨段编号值的大小对每个加工区域内的刀轨段进行排序,S104:根据加工区域的顺序、加工区域内的刀轨段顺序获取最终刀轨顺序。本发明既能保证规整的加工表面,又能避免按引导线顺序加工而出现的跳刀频繁问题,有效提高了加工效率。
Description
技术领域
本发明涉及刀轨排序领域,尤其涉及一种基于平行铣削的刀轨排序方法、智能终端以及存储装置。
背景技术
平行铣削是三轴机加工中常用的一种加工刀轨策略,适用于各种类型的曲面零件,并且在粗加工和精加工中都能够得到应用。这种策略以一组水平面上与X轴成一定角度的平行线为引导线生成刀轨,其在粗加工中的表现为每层切削层中生成相互平行的直线刀轨,而精加工中则表现为在XY平面上沿相互平行的直线运动,Z向沿工件表面起伏运动的刀轨。
为了保证加工的连续性,在加工表面获得规整的刀痕,要求平行铣削刀轨必须按顺序逐条加工,如图1所示,不能出现跳跃加工的现象,如图2所示。这样能够尽量在加工过程中保证相近的刀具加工状况,使材料去除状况变动小,并减少连接刀轨对加工表面的影响,从而获得规整的加工表面质量。
实际上由于工件形状的不规则性,往往不能形成规整的刀轨,在同一条引导线上会生成一段或多段刀轨段,如图3所示,这就给加工顺序的确定都带来了一定的困难。如果按引导线的顺序沿刀轨段进行加工,就会出现跳刀过多的问题,大大降低了加工效率。因此需要一种合适的刀轨排序方法确定加工顺序,使其既能保证规整的加工表面,又能够有效减少跳刀数量。
发明内容
为了克服现有技术的不足,本发明提出一种基于平行铣削的刀轨排序方法、智能终端以及存储装置,根据刀轨段所属的引导线以及刀轨段之间的加工范围重叠信息将刀轨段划分入不同的加工区域中,并在划分加工区域后,对加工区域以及加工区域内的刀轨段分别进行排序,最后根据排序结果生成最终刀轨顺序。通过这种方法,能够将加工复杂形状工件的多段平行铣削刀轨划分至不同的加工区域中,并分区域进行加工,既能保证规整的加工表面,又能避免按引导线顺序加工而容易出现的跳刀问题,极大地提高了加工效率。
为解决上述问题,本发明采用的一个技术方案为:一种基于平行铣削的刀轨排序方法,所述基于平行铣削的刀轨排序方法包括: S101:根据刀轨段所属的引导线以及刀轨段之间的加工范围重叠信息将刀轨段划分入不同的加工区域;S102:获取每个所述加工区域中刀轨段的编号极值,并根据编号极值的大小对所述加工区域进行排序;S103:根据刀轨段编号值的大小对每个加工区域内的刀轨段进行排序;S104:根据所述加工区域的顺序、加工区域内的刀轨段的顺序获取最终刀轨顺序。
进一步地,所述根据刀轨段所属的引导线以及刀轨段之间的加工范围重叠信息将刀轨段划分入不同加工区域的步骤具体包括:对所有刀轨段和引导线进行整体几何变换操作,使所述引导线与三维坐标系中的任一坐标轴平行,且根据所述引导线的方向和顺序对所述刀轨段进行编号;根据刀轨段之间的重叠信息将刀轨段划分入不同的加工区域。
进一步地,根据所述引导线的方向和顺序对所述刀轨段进行编号的步骤具体包括:通过顺序编号或逆序编号的方式对所述刀轨段进行编号。
进一步地,所述根据刀轨段之间的重叠信息将刀轨段划分入不同加工区域的步骤具体包括:S201:以几何变换后与引导线平行的坐标轴为平行坐标轴,将刀轨段在所述平行坐标轴上的坐标值范围作为所述刀轨段的加工范围,并将第一条引导线上的所有刀轨段分别划分至不同的加工区域中,以所述加工区域中刀轨段的加工范围作为所述加工区域的加工范围;S202:判断是否存在下一条引导线,若是,则执行S203,若否,则将所有所述加工区域移到最终加工区域列表中并结束所述刀轨段的分区;S203:获取下一条引导线上的所有刀轨段,根据所述刀轨段的加工范围与所述加工区域的加工范围的重叠情况确定所述刀轨段的从属关系,并根据所述从属关系处理所述刀轨段和所述加工区域;S204:更新所述加工区域的加工范围为新增的刀轨段的加工范围,将没有新增刀轨段的加工区域移到最终加工区域列表后跳转至S202。
进一步地,所述根据所述刀轨段的加工范围与所述加工区域的加工范围的重叠情况确定所述刀轨段的从属关系,并根据所述从属关系处理所述刀轨段和所述加工区域的步骤具体包括:判断所述刀轨段是否仅与一个加工区域重叠,且所述加工区域也只与所述刀轨段存在重叠;若是,则确定所述刀轨段属于所述加工区域,将所述刀轨段划分入所述加工区域中;若否,则确定所述刀轨段不属于任何一个已有的加工区域,将所述刀轨段划分入一个新的加工区域中。
进一步地,所述根据所述编号极值的大小对所述加工区域进行排序的步骤具体包括:获取每个所述加工区域内的刀轨段的编号极值,所述编号极值根据刀轨段的编号方式确定,若为顺序编号,则取最小值,否则取最大值;根据所述编号极值的大小对所述加工区域进行排序,若极值为最小值,则按从小到大的规则对所述加工区域进行排序,否则按从大到小的规则进行排序。
进一步地,所述根据刀轨段编号值的大小对每个所述加工区域内的刀轨段进行排序的步骤具体包括:获取所述加工区域内所有刀轨段的编号值,根据刀轨段的编号方式对所述刀轨段进行排序;若编号方式为顺序编号,则根据所述编号值的大小按从小到大的规则对所述加工区域内的刀轨段进行排序;若编号方式为逆序编号,则按从大到小的规则进行排序。
进一步地,根据所述加工区域的顺序、所述加工区域内的刀轨段顺序获取最终刀轨顺序的步骤具体包括:以所述加工区域的顺序中的第一个加工区域为起始加工区域,以所述起始加工区域中的第一段刀轨段为起始刀轨段,将所述起始加工区域内的刀轨段按所述刀轨段的顺序逐段提取到最终刀轨列表中;根据所述起始加工区域的刀轨段提取方式和所述加工区域的顺序将剩余所述加工区域内的刀轨段依次提取到最终刀轨列表中。
基于相同的发明构思,本发明还提出一种智能终端,所述智能终端包括处理器、存储器,所述处理器与所述存储器通信连接,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器根据所述计算机程序执行如上所述的基于平行铣削的刀轨排序方法。
基于相同的发明构思,本发明又提出一种存储装置,所述存储装置存储有程序数据,所述程序数据被用于执行如上所述的基于平行铣削的刀轨排序方法。
相比现有技术,本发明的有益效果在于:根据刀轨段所属的引导线以及刀轨段之间的加工范围重叠情况将刀轨段划分入不同加工区域,并在划分加工区域后,对加工区域以及加工区域内的刀轨段分别进行排序,最后根据排序结果生成最终刀轨顺序。通过这种方法,能够将加工复杂形状工件的多段平行铣削刀轨划分至不同的加工区域中,并分区域进行加工,既能保证规整的加工表面,又能避免按引导线顺序加工而容易出现的跳刀问题,极大地提高了加工效率。
附图说明
图1为现有技术中按顺序逐条加工一实施例的示意图;
图2为现有技术中跳跃加工一实施例的示意图;
图3为现有技术中不规则形状工件上的平行铣削刀轨一实施例的示意图;
图4为不规则形状工件上的平行铣削刀轨一实施例的流程图;
图5为本发明基于平行铣削的刀轨排序方法中区域划分一实施例的流程图;
图6为本发明基于平行铣削的刀轨排序方法中区域划分另一实施例的流程图;
图7为本发明基于平行铣削的刀轨排序方法中刀轨排序一实施例的流程图;
图8为本发明智能终端一实施例的结构图;
图9为本发明存储装置一实施例的结构图。
具体实施方式
为了使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合附图对本发明的各个实施方式进行详细的阐述。然而,本领域的普通技术人员可以理解,在本发明各实施方式中,为了使读者更好理解本发明而提出了许多技术细节。但是,即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改,也可以实现本发明所要求保护的技术方案。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是,在本发明中涉及“第一”、“下一条”等的描述仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“下一条”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个特征。另外,各个实施例之间的技术方案可以相互结合,但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础,当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在,也不在本发明要求的保护范围之内。
请参阅图4-7,其中,图4为不规则形状工件上的平行铣削刀轨一实施例的流程图;图5为本发明基于平行铣削的刀轨排序方法中区域划分一实施例的流程图;图6为本发明基于平行铣削的刀轨排序方法中区域划分另一实施例的流程图;图7为本发明基于平行铣削的刀轨排序方法中刀轨排序一实施例的流程图。结合附图4-7对本发明的基于平行铣削的刀轨排序方法作详细说明。
在本实施例中,应用基于平行铣削的刀轨排序方法的设备可以为电脑、手机、加工刀具控制***等能够对刀轨排序的智能终端。
在一个实施例中,基于平行铣削的刀轨排序方法包括:
S101:根据刀轨段所属的引导线以及刀轨段之间的加工范围重叠信息将刀轨段划分入不同加工区域。
在本实施例中,根据刀轨段所属的引导线以及刀轨段之间的加工范围重叠信息将刀轨段划分入不同加工区域的步骤具体包括:对所有刀轨段和引导线进行整体几何变换操作,使引导线与三维坐标系中的任一坐标轴平行,且根据引导线的方向和顺序对刀轨段进行编号;根据刀轨段之间的重叠信息将刀轨段划分入不同的加工区域。
在一个具体的实施例中,对所有刀轨段和引导线进行几何变换操作,使刀具沿刀轨运动时的姿态与XY平面垂直且刀轨段在XY平面的投影线与X轴平行,以X坐标轴作为平行坐标轴。然后对生成刀轨的引导线按从下至上的顺序进行编号,记第条引导线为;对刀轨段按引导线的方向和顺序进行顺序编号,记第j段刀轨为。最后根据刀轨段之间的重叠信息将刀轨段划分入不同加工区域。
S201:以几何变换后与引导线平行的坐标轴为平行坐标轴,将刀轨段在平行坐标轴上的坐标值范围作为刀轨段的加工范围,并将第一条引导线上的所有刀轨段分别划分至不同的加工区域中,以加工区域中刀轨段的加工范围作为加工区域的加工范围。
在本实施例中,将旋转后的刀轨段在X轴上对应的坐标值范围作为刀轨段的加工范围,将第一条引导线上的所有刀轨段划分至不同的加工区域中,并以加工区域中的刀轨段的加工范围作为加工区域的加工范围。
在一个具体的实施例中,查找第一条引导线所对应的段刀轨,分别将其划分入n个加工区域中,使得每个加工区域内都有一段刀轨段。令每个加工区域的加工范围为其内刀轨段的加工范围,即以加工区域内的这段刀轨的X坐标值范围作为区域的加工范围:,;其中分别为加工区域和刀轨段在X轴上的最小和最大坐标值;令。
S202:判断是否存在下一条引导线,若是,则执行S203;若否,则将所有加工区域移到最终加工区域列表中并结束所有刀轨段的分区。
S203:获取下一条引导线上的所有刀轨段,根据刀轨段的加工范围与加工区域的加工范围的重叠情况确定刀轨段的从属关系,并根据从属关系处理刀轨段和加工区域。
在本实施例中,根据加工范围的重叠情况确定刀轨段的从属关系,并根据从属关系处理刀轨段和加工区域的步骤具体包括:判断一段刀轨是否仅与一个加工区域重叠,且该加工区域也只与刀轨段存在重叠;若是,则确定刀轨段属于加工区域,将刀轨段划分入其所属的加工区域中;若否,则刀轨段不属于任何一个已有的加工区域,将其划分入一个新的加工区域中。
S204:更新加工区域的加工范围为其新增的刀轨段的加工范围,将没有新增刀轨段的加工区域移到最终加工区域列表后跳转至S202。
S102:获取每个加工区域中刀轨段的编号极值,并根据编号极值对加工区域进行排序。
根据编号极值的大小对加工区域进行排序的步骤具体包括:获取每个加工区域内的刀轨段的编号极值,编号极值根据刀轨段的编号方式确定,若为顺序编号,则取最小值,否则取最大值;根据编号极值的大小对加工区域进行排序,若极值为最小值,则按从小到大的规则对加工区域进行排序,否则按从大到小的规则进行排序。
在本实施例中,因刀轨段的编号采用顺序的方式,所以需要根据每个加工区域内刀轨段的最小编号值对加工区域进行排序,并按从小到大的规则对加工区域列表R中的所有加工区域进行排序,得到最终的加工区域顺序列表,记第i个加工区域为。
S103:根据刀轨编号值的大小对每个加工区域内的刀轨段进行排序。
根据刀轨段编号值的大小对每个加工区域内的刀轨段进行排序的步骤具体包括:获取加工区域内所有刀轨段的编号值,根据刀轨段的编号方式对刀轨段进行排序;若编号方式为顺序编号,则根据编号值的大小按从小到大的规则对加工区域内的刀轨段进行排序;若编号方式为逆序编号,则按从大到小的规则进行排序。
在本实施例中,因刀轨段的编号采用顺序的方式,相应地需要按编号值从小到大的规则对每个加工区域内的刀轨段进行排序,使每个加工区域内的刀轨顺序都是合理的,最终得到每个加工区域内的刀轨段列表,记每个加工区域内的第j段刀轨为。
S104:根据加工区域的顺序、加工区域内的刀轨段顺序获取最终刀轨顺序。
以加工区域的顺序中的第一个加工区域为起始加工区域,以起始加工区域中的第一段刀轨段为起始刀轨段,将起始加工区域内的刀轨段按刀轨段的顺序逐段提取到最终刀轨列表中;根据起始加工区域的刀轨段提取方式和加工区域的顺序将剩余加工区域的刀轨段依次提取到最终刀轨列表中。
在一个具体的实施例中,以为起始加工区域,加工区域内的第一段刀轨为起始刀轨段,按加工区域内的刀轨段顺序逐段提取到最终刀轨列表TZ中,一个加工区域内的刀轨段都提取完毕后,再按同样的方法顺序提取剩余加工区域中的刀轨段,直至所有加工区域提取完毕,完成刀轨排序。
有益效果:本发明提出的一种基于平行铣削的刀轨排序方法,根据刀轨段所属的引导线以及刀轨段之间的加工范围重叠情况将刀轨段划分入不同的加工区域,并在划分加工区域后,对加工区域以及加工区域内的刀轨段分别进行排序,最后根据排序结果生成最终刀轨顺序。通过这种方法,能够将加工复杂形状工件的多段平行铣削刀轨划分至不同的加工区域中,并分区域进行加工,既能保证规整的加工表面,又能避免按引导线顺序加工而容易出现的跳刀问题,极大地提高了加工效率。
基于相同的发明构思,本发明还提出一种智能终端,请参阅图8,图8为本发明智能终端一实施例的结构图,结合图8对本发明的智能终端进行说明。
在本实施例中,智能终端包括处理器、存储器,处理器与存储器通信连接,存储器存储有计算机程序,处理器根据计算机程序执行如上述实施例所述的基于平行铣削的刀轨排序方法。
基于相同的发明构思,本发明又提出一种存储装置,请参阅图9,图9为本发明存储装置一实施例的结构图。
在本实施例中,存储装置存储有程序数据,该程序数据被用于执行如上述实施例所述的基于平行铣削的刀轨排序方法。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的终端、***和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的终端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***,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,在本申请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。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立地产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或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,包括若干指令用以通过一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(英文全称:Read-OnlyMemory,英文缩写:ROM)、随机存取存储器(英文全称:Random Access Memory,英文缩写:RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
以上所述,以上实施例仅用以说明本申请的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明,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申请各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种基于平行铣削的刀轨排序方法,其特征在于,所述基于平行铣削的刀轨排序方法包括:
S101:根据刀轨段所属的引导线以及刀轨段之间的加工范围重叠信息将刀轨段划分入不同的加工区域;
S102:获取每个所述加工区域中刀轨段的编号极值,并根据所述编号极值的大小对所述加工区域进行排序;
S103:根据刀轨段编号值的大小对每个所述加工区域内的刀轨段进行排序;
S104:根据所述加工区域的顺序、所述加工区域内的刀轨段的顺序获取最终刀轨顺序。
2.如权利要求1所述的基于平行铣削的刀轨排序方法,其特征在于,所述根据刀轨段所属的引导线以及刀轨段之间的加工范围重叠信息将刀轨段划分入不同的加工区域的步骤具体包括:
对所有刀轨段和引导线进行整体几何变换操作,使所述引导线与三维坐标系中的任一坐标轴平行,且根据所述引导线的方向和顺序对所述刀轨段进行编号;
根据刀轨段之间的重叠信息将刀轨段划分入不同的加工区域。
3.如权利要求2所述的基于平行铣削的刀轨排序方法,其特征在于,所述根据所述引导线的方向和顺序对所述刀轨段进行编号的步骤具体包括:
通过顺序编号或逆序编号的方式对所述刀轨段进行编号。
4.如权利要求2所述的基于平行铣削的刀轨排序方法,其特征在于,所述根据刀轨段之间的重叠信息将刀轨段划分入不同加工区域的步骤具体包括:
S201:以几何变换后与引导线平行的坐标轴为平行坐标轴,将刀轨段在所述平行坐标轴上的坐标值范围作为所述刀轨段的加工范围,并将第一条引导线上的所有刀轨段分别划分至不同的加工区域中,以所述加工区域中刀轨段的加工范围作为所述加工区域的加工范围;
S202:判断是否存在下一条引导线,若是,则执行S203,若否,则将所有所述加工区域移到最终加工区域列表中并结束所述刀轨段的分区;
S203:获取下一条引导线上的所有刀轨段,根据所述刀轨段的加工范围与所述加工区域的加工范围的重叠情况确定所述刀轨段的从属关系,并根据所述从属关系处理所述刀轨段和所述加工区域;
S204:更新所述加工区域的加工范围为新增的刀轨段的加工范围,将没有新增刀轨段的加工区域移到最终加工区域列表后跳转至S202。
5.如权利要求4所述的基于平行铣削的刀轨排序方法,其特征在于,所述根据所述刀轨段的加工范围与所述加工区域的加工范围的重叠情况确定所述刀轨段的从属关系,并根据所述从属关系处理所述刀轨段和所述加工区域的步骤具体包括:
判断所述刀轨段是否仅与一个加工区域重叠,且所述加工区域也只与所述刀轨段存在重叠;
若是,则确定所述刀轨段属于所述加工区域,将所述刀轨段划分入所述加工区域中;
若否,则确定所述刀轨段不属于任何一个已有的加工区域,将所述刀轨段划分入一个新的加工区域中。
6.如权利要求3所述的基于平行铣削的刀轨排序方法,其特征在于,所述根据所述编号极值的大小对所述加工区域进行排序的步骤具体包括:
获取每个所述加工区域内的刀轨段的编号极值,所述极值根据刀轨段的编号方式确定,若为顺序编号,则取最小值,否则取最大值;
根据所述编号极值的大小对所述加工区域进行排序,若极值为最小值,则按从小到大的规则对所述加工区域进行排序,否则按从大到小的规则进行排序。
7.如权利要求3所述的基于平行铣削的刀轨排序方法,其特征在于,所述根据刀轨段编号值的大小对每个所述加工区域内的刀轨段进行排序的步骤具体包括:
获取所述加工区域内所有刀轨段的编号值,根据刀轨段的编号方式对所述刀轨段进行排序;
若编号方式为顺序编号,则根据所述编号值的大小按从小到大的规则对所述加工区域内的刀轨段进行排序;
若编号方式为逆序编号,则按从大到小的规则进行排序。
8.如权利要求1所述的基于平行铣削的刀轨排序方法,其特征在于,所述根据所述加工区域的顺序、所述加工区域内的刀轨段顺序获取最终刀轨顺序的步骤具体包括:
以所述加工区域的顺序中的第一个加工区域为起始加工区域,以所述起始加工区域中的第一段刀轨段为起始刀轨段,将所述起始加工区域内的刀轨段按所述刀轨段的顺序逐段提取到最终刀轨列表中;
根据所述起始加工区域的刀轨段提取方式和所述加工区域的顺序将剩余所述加工区域内的刀轨段依次提取到最终刀轨列表中。
9.一种智能终端,其特征在于,所述智能终端包括处理器、存储器,所述处理器与所述存储器通信连接,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器根据所述计算机程序执行如权利要求1-8任一项所述的基于平行铣削的刀轨排序方法。
10.一种存储装置,其特征在于,所述存储装置存储有程序数据,所述程序数据被用于执行如权利要求1-8任一项所述的基于平行铣削的刀轨排序方法。
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