为了最小化冗余刀位点数量,提出了运用等误差步长法对点云计算加工刀轨的方法。根据行距和预设步长计算出每一行刀位点,运用筛选法计算出接近满足误差条件的刀位点;为提高刀位点精度,新增此刀位点的小步长邻域刀位点,通过构造误差圆求切线以搜索误差最大允许值的刀位点,再以与点云相切为约束条件计算出刀位点偏移量,最终获得等误差刀位点。所提出的算法求出的刀位点数量最少,误差均匀均为误差最大允许值,最后通过算例验证了算法的可行性。由于是刀轨,1,CLCLijkijkPP++的插值点，i,jkP+′并不是像其他刀位点由数据点求出，因此其刀具与点云并不相切，而是加工凸区域时存在过切、凹区域时存在冗余，数控加工刀轨方法-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港缩管机折弯机为此需要在刀轨方向T上计算出精确的刀位点，方法如下：通过2.1节获取为刀位点时刀具投影下的数据点集，获取其中到i,jkP+′最小距离nd′的点。若nd′<R，np′位于刀具圆内，此为凸区域过切，将中所有到i,jkP+′距离大于R的点删除；若nd′>R，np′位于刀具圆外，为凹区域冗余。如图4所示，在平面ny=y′上，刀具的轮廓线为以为圆心、r为半径的圆（由式(5)求出），点np′和刀轨方向T可确定一条直线，本文由全自动缩管机张家港缩管机网站 转载中国知网整理! http://www.suoguanji.name与圆的两个交点可由式(6)的方程组求出，但只有一个是正解Cnp。若nd′<R，x坐标小于np′的交点为正解Cnp；若nd′>R，与np′距离最近的交点为正解Cnp。()22CLinr=Ryy′(5)(6)XYZny=y′np′np′CnpCnpRri,jkP+′nO′图4计算刀位点偏移量示意图对于np′，刀位点i,jkP+′以向量移动获得的刀位点,eijkP+可使np′位于刀具上，从而避免过切和冗余。为了使点集{p′}中所有点都无过切和减少冗余，需要新刀位点,eijkP+与点集{p′}相切。为此对点集{p′}的所有点求出正解，凸区域时选取长度最大的向量，凹区域时选取长度最小的向量，均记为，即为i,jkP+′需要移动的向量，最终要求的等误差刀位点为。将,eijkP+加入当前行刀位点点集中，并作为计算下一个等误差刀位点的起始点。按照以上方法，即可求出所有等误差刀位第39卷第9期2017-09【53】取方面，球头刀直径为20，行距为5，初始步长为0.5，过切、盈余误差阈值均为0.01，生成刀轨如图6所示，共67行。选取3行与筛选法生成的刀轨进行比较，图7和图8分别是步长筛选法和本文算法生成刀轨的部分误差分布，可以发现本文算法求出的刀轨误差均匀而步长筛选法的误差不均匀。表1给出了两种方法生成的刀轨包含刀位点数量的比较，可发现在刀位点数量较多的行（其表面曲率变化大），本文算法求出的刀位点数量降幅更大，所有行刀位点总数比筛选法减少了约17%。图5点云模型图6生成的刀轨4结论本文给出了运用等误差步长法计算点云刀轨的方法，通过筛选法初步确定最大误差发生的位置，然后通过插值求出精确值，确保了效率和精度；通过构造误差阈值圆并求切线作为刀轨方向，确保了刀轨的逼近误差等于阈值，并求出了精确的等误差刀位点，使步长达到理论最大值。所提出的方法能够直接对点云生成等误差刀轨，实现误差等于阈值，最小化刀位点数量。在未来的研究中，可着重研究根据局部轮廓直接计算等误差刀位点的方法，以进一步减少计算量数控加工刀轨方法-电动折弯机数控滚圆机滚弧机张家港缩管机折弯机本文由全自动缩管机张家港缩管机网站 转载中国知网整理! http://www.suoguanji.name