1.一种基于DXF文件的刀具半径补偿方法,其特征在于,所述基于DXF文件的刀具半径补偿方法,包括:步骤1、接收输入的刀具半径r;
步骤2、获取DXF文件中待计算刀具补偿的切割轮廓,所述切割轮廓包括若干个轮廓点,且相邻两个轮廓点之间采用直线或曲线连接,并且按照曲度将曲线分为圆弧和椭圆弧;
步骤3、按轮廓点解析切割轮廓,根据DXF文件ENTITIES段块中各线条的标志,将切割轮廓拆分为三种类型的片段,三种类型的片段包括直线与直线连接的片段、直线与圆弧连接的片段、以及直线与椭圆弧连接的片段;
步骤4、针对不同类型的片段采用对应的方式进行补偿,得到原始轮廓进行刀具半径补偿后的刀具中心运动轮廓;
其中,所述直线与椭圆弧连接的片段的补偿方式如下:
已知待补偿片段的轨迹为线段DC和椭圆弧CB,且椭圆弧CB的圆心在DXF文件中的坐标为(m,n),椭圆弧CB的长半轴为a,椭圆弧CB的短半轴为b;
根据线段DC偏置刀具半径r后得到补偿轨迹为线段D′C′,以椭圆圆心坐标(m,n)、长半轴为a+r、短半轴为b+r作椭圆弧的预补偿轨迹,椭圆弧的预补偿轨迹与线段D′C′相交于点C′;
过B点作椭圆弧CB的切线得到PQ,过B点作PQ的垂线与椭圆弧的预补偿轨迹相交于B′,得到椭圆弧CB偏置刀具半径r后的补偿轨迹为椭圆弧C′B′;
根据已知的D点、C点和B点在DXF文件中的坐标,求解得到D′点、C′点和B′点的坐标,并根据椭圆弧圆心坐标(m,n)、长半轴为a+r、短半轴为b+r可以求得椭圆弧C′B′的方程,其中C′点是椭圆弧的起点,B′点是椭圆弧的终点,根据D′点和C′点的坐标得到线段D′C′的方程,更新DXF文件,得到刀具补偿后的轨迹为线段D′C′和椭圆弧C′B′。
2.如权利要求1所述的基于DXF文件的刀具半径补偿方法,其特征在于,所述直线与圆弧连接的片段的补偿方式如下:已知待补偿片段的轨迹为线段CD、圆弧DE和线段EF,且圆弧DE的半径为R,圆心为D″;
根据线段CD偏置刀具半径r后得到补偿轨迹线段C′D′,根据线段EF偏置刀具半径r后得到补偿轨迹线段E′F′;
以圆心D″、半径R+r作圆弧的预补偿轨迹,圆弧的预补偿轨迹与线段C′D′相交于点D′,圆弧的预补偿轨迹与线段EF′相交于点E′,得到圆弧DE偏置刀具半径r后的补偿轨迹圆弧D′E′;
根据已知的C点、D点、E点、F点在DXF文件中的坐标,过C点向轮廓外作垂线并取半径为r的点C′,已知线段CD的斜率,求平行于CD线段且起点为C′点的补偿后直线方程;
并且根据圆心D″、半径R+r得到圆弧D′E′的方程,联立求得的线段CD补偿后的方程得到D′和E′点的坐标,根据C′点和D′点的坐标得到线段C′D′的方程,F′点的求解和C′点相同,根据E′点和F′点的坐标得到线段E′F′的方程,更新DXF文件,得到刀具补偿后的轨迹为线段C′D′、圆弧D′E′和线段E′F′。
3.如权利要求1所述的基于DXF文件的刀具半径补偿方法,其特征在于,所述直线与直线连接的片段的补偿方式如下:已知待补偿片段的轨迹为线段BA和线段AJ,且两线段的夹角∠BAJ=α,线段B′M为线段BA偏置刀具半径r后的刀具中心轨迹,线段NJ′为线段AJ偏置刀具半径r后的刀具中心轨迹,BB′、AM、AN、JJ′为刀具半径矢量;
延长线段B′M和线段NJ′相交于点A′,令A′M=A′N=μ;
根据已知的A点DXF文件坐标(X,Y)求解点A′的DXF文件坐标如下:X′=X-μ=X-r×tan(90°-α/2)
Y′=Y+r
其中,X′,Y′为点A′的DXF文件坐标;
求解M点DXF文件坐标如下(Xm,Ym):
Xm=X-r×cos(α-90°)
Ym=Y+r×sin(α-90°)
同理可求得其他点B′、N、J′的DXF文件坐标,根据A′点、B′点、J′点的坐标得到线段B′A′和线段A′J′的方程,更新DXF文件,得到刀具补偿后的轨迹为线段B′A′和线段A′J′。