激光CAM加工的圆弧直线拟合方法、系统、设备及存储介质技术方案

本发明专利技术适用于自动化控制技术领域，公开了一种激光CAM加工的圆弧直线拟合方法、系统、设备及存储介质。该方法包括步骤：基于原始图形轨迹获取样条点序列；基于样条点序列，判断三个相邻的样条点所构成的轨迹类型；基于三个相邻的样条点所构成的第一图形轨迹，判断下一样条点是否与第一图形轨迹共线或共圆；若下一样条点与第一图形轨迹共线或共圆，将下一样条点更新为第一图形轨迹的终点，继续判断之后相邻的样条点是否与第一图形轨迹共线或共圆；若下一样条点与第一图形轨迹非共线或共圆，则以三个相邻的样条点中最后一个样条点为第一图形轨迹的终点，将下一样条点作为下一段新图形轨迹的起点。本发明专利技术可减少加工轨迹数目，提高加工效率。工效率。工效率。

【技术实现步骤摘要】
激光CAM加工的圆弧直线拟合方法、系统、设备及存储介质


[0001]本专利技术属于自动化控制
，尤其涉及一种激光CAM加工的圆弧直线拟合方法、系统、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在CAM(computer Aided Manufacturing，计算机辅助制造)生成NC(Numerical Control,数字控制)程序的过程中，对于简单的图形目前多采用折线段进行拟合。但对于复杂图形，如存在圆弧或非圆弧的曲线，用直线直接去拟合这样的曲线只能大致描述曲线的方向，并不能客观地反映曲线的特征，而且拟合精度也不高，特别是在曲线局部曲率较大时，该部分折线段较多而短，加工时容易造成机床切割频繁地启动和停止，严重影响切割精度和切割效率。
[0003]在CAM处理中，对图形轮廓进行直线圆弧混合逼近，可以离散化数控系统加工点，减少加工轨迹，提高加工效率。采用最小二乘法曲线拟合的算法可以得到逼近原始轮廓的最佳圆弧曲线，但原始轮廓的起终点很难落在拟合的圆弧曲线上。这种现象将会导致机床在加工存在断点的多条连续曲线时，识别完第一条圆弧后，无法查找到下一段轨迹的起点，影响加工精度，停止加工，从而影响机床加工效率。

技术实现思路

[0004]本专利技术提供一种激光CAM加工的圆弧直线拟合方法、系统、计算机设备及可读存储介质，旨在解决现有技术中加工效率低的问题。
[0005]本专利技术是这样实现的，一种激光CAM加工的圆弧直线拟合方法，包括步骤：
[0006]获取待加工图形的原始图形轨迹；r/>[0007]基于所述原始图形轨迹进行拟合获得k次B样条曲线，基于所述B样条曲线获取样条点序列；
[0008]基于所述样条点序列坐标，依次选择三个相邻的样条点，判断所述三个相邻的样条点所构成的轨迹类型；
[0009]基于所述三个相邻的样条点所构成的第一图形轨迹，判断下一样条点是否与所述第一图形轨迹共线或共圆；
[0010]若下一样条点与所述第一图形轨迹共线或共圆，将所述下一样条点更新为所述第一图形轨迹的终点，继续判断之后相邻的样条点是否与所述第一图形轨迹共线或共圆；
[0011]若下一样条点与所述第一图形轨迹非共线或共圆，则以所述三个相邻的样条点中最后一个样条点为所述第一图形轨迹的终点，将所述下一样条点作为下一段新图形轨迹的起点。
[0012]优选的，所述基于所述原始图形轨迹进行拟合获得k次B样条曲线，基于所述B样条曲线获取样条点序列的步骤具体包括：
[0013]通过弦长参数化法确定B样条曲线的节点矢量u；
[0014]将节点矢量u代入k次B样条的基函数，根据所述原始图形轨迹的控制顶点和k次B样条的基函数确定B样条曲线；
[0015]根据B样条曲线的控制点间距获取样条曲线上的样条点序列。
[0016]优选的，所述判断所述三个相邻的样条点所构成的轨迹类型的步骤具体包括：
[0017]基于向量矢量积的方式判断所述三个相邻的样条点是否构成一条直线或一段圆弧。
[0018]优选的，所述基于向量矢量积的方式判断所述三个相邻的样条点是否构成一条直线或一段圆弧的步骤具体包括：
[0019]以所述三个相邻的样条点中间的一个样条点为顶点，计算其到其他相邻两个样条点的向量的乘积；
[0020]若所述乘积等于零，则确定所述三个相邻的样条点构成一条直线；
[0021]若所述乘积大于零，则确定所述三个相邻的样条点构成一段圆弧。
[0022]所述判断下一样条点是否与所述第一图形轨迹共线的过程包括：
[0023]基于向量矢量积的方式判断所述第一图形轨迹最后两个相邻的样条点与所述下一样条点是否构成一条直线。
[0024]优选的，所述判断下一样条点是否与所述第一图形轨迹共圆的过程包括：
[0025]基于预设的精度约束，判断所述下一样条点到所述第一图形轨迹的弓高误差是否在所述精度约束范围内；
[0026]若在所述精度约束范围内，则与所述第一图形轨迹共圆。
[0027]优选的，所述基于预设的精度约束，判断所述下一样条点到所述第一图形轨迹的弓高误差是否在所述精度约束范围内的步骤具体包括：
[0028]采用垂直平分求交点的方法，计算出所述第一图形轨迹的半径和圆心坐标；
[0029]根据所述半径和圆心坐标，计算下一样条点到所述第一图形轨迹的弓高误差；
[0030]比较所述弓高误差与预设精度的约束范围；
[0031]若所述弓高误差小于等于预设精度的约束范围，则确定所述弓高误差在所述精度约束范围内。
[0032]本专利技术同时还提供一种激光CAM加工的圆弧直线拟合系统，包括：
[0033]原始图形轨迹获取模块，用于获取待加工图形的原始图形轨迹；
[0034]样条点序列获取模块，用于将所述原始图形轨迹进行拟合获得k次B样条曲线，并基于所述B样条曲线获取样条点序列；
[0035]轨迹类型判断模块，用于基于所述样条点序列坐标，依次选择三个相邻的样条点，判断所述三个相邻的样条点所构成的轨迹类型；
[0036]轨迹连续判断模块，用于基于所述三个相邻的样条点所构成的第一图形轨迹，判断下一样条点是否与所述第一图形轨迹共线或共圆；
[0037]轨迹更新模块，用于若下一样条点与所述第一图形轨迹共线或共圆，将所述下一样条点更新为所述第一图形轨迹的终点，继续判断之后相邻的样条点是否与所述第一图形轨迹共线或共圆；若下一样条点与所述第一图形轨迹非共线或共圆，则以所述三个相邻的样条点中最后一个样条点为所述第一图形轨迹的终点、将所述下一样条点作为下一段新图形轨迹的起点。
[0038]本专利技术同时还提供一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器中存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述的激光CAM加工的圆弧直线拟合方法的步骤。
[0039]本专利技术同时还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质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上述的激光CAM加工的圆弧直线拟合方法的步骤。
[0040]本专利技术所达到的有益效果，本专利技术通过对样条点序列进行依次判断是否属于同一图形轨迹，使得每段图形轨迹的起始点和终点都在拟合后的图形轨迹上，进而减少加工的轨迹数目，提高加工效率。
附图说明
[0041]图1是本专利技术实施例圆弧直线拟合方法的流程示意图；
[0042]图2是图1中S2的流程示意图；
[0043]图3是图1中S3的流程示意图；
[0044]图4是图1中S4中判断共圆的流程示意图；
[0045]图5是图4中S41的流程示意图；
[0046]图6是本专利技术实施例圆弧直线拟合系统的模块示意图；
[0047]图7是本专利技术实施例提供的基于圆弧直线拟合方法的应用实施方式流程示意图；
[0048]图8是本专利技术实施例提供的计算机设备基本框图。
具体实施方式
[0049]为本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光CAM加工的圆弧直线拟合方法，其特征在于，包括步骤：获取待加工图形的原始图形轨迹；基于所述原始图形轨迹进行拟合获得k次B样条曲线，基于所述B样条曲线获取样条点序列；基于所述样条点序列，依次选择三个相邻的样条点，判断所述三个相邻的样条点所构成的轨迹类型；基于所述三个相邻的样条点所构成的第一图形轨迹和对应的轨迹类型，判断下一样条点是否与所述第一图形轨迹共线或共圆；若下一样条点与所述第一图形轨迹共线或共圆，将所述下一样条点更新为所述第一图形轨迹的终点，继续判断之后相邻的样条点是否与所述第一图形轨迹共线或共圆；若下一样条点与所述第一图形轨迹非共线或共圆，则以所述三个相邻的样条点中最后一个样条点为所述第一图形轨迹的终点，将所述下一样条点作为下一段新图形轨迹的起点。2.如权利要求1所述的激光CAM加工的圆弧直线拟合方法，其特征在于，所述基于所述原始图形轨迹进行拟合获得k次B样条曲线，基于所述B样条曲线获取样条点序列的步骤具体包括：通过弦长参数化法确定B样条曲线的节点矢量u；将节点矢量u代入k次B样条的基函数，根据所述原始图形轨迹的控制顶点和k次B样条的基函数确定B样条曲线；根据B样条曲线的控制点间距获取样条曲线上的样条点序列。3.如权利要求1所述的激光CAM加工的圆弧直线拟合方法，其特征在于，所述判断所述三个相邻的样条点所构成的轨迹类型的步骤具体包括：基于向量矢量积的方式判断所述三个相邻的样条点是否构成一条直线或一段圆弧。4.如权利要求3所述的激光CAM加工的圆弧直线拟合方法，其特征在于，所述基于向量矢量积的方式判断所述三个相邻的样条点是否构成一条直线或一段圆弧的步骤具体包括：以所述三个相邻的样条点中间的一个样条点为顶点，计算其到其他相邻两个样条点的向量的乘积；若所述乘积等于零，则确定所述三个相邻的样条点构成一条直线；若所述乘积大于零，则确定所述三个相邻的样条点构成一段圆弧。5.如权利要求1所述的激光CAM加工的圆弧直线拟合方法，其特征在于，所述判断下一样条点是否与所述第一图形轨迹共线的过程包括：基于向量矢量积的方式判断所述第一图形轨迹最后两个相邻的样条点与所述下一样条点是否构成一条直线。6.如权利要求1所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟菲，封雨鑫，高云峰，
申请(专利权)人：深圳市大族智能控制科技有限公司，
类型：发明
国别省市：