自由曲線曲面數(shù)控加工復(fù)合刀具路徑生成方法研究.pdf

1、對于大多數(shù)由軟件生成的數(shù)控加工程序，常用直線和圓弧兩種插補(bǔ)方式。而樣條曲線插補(bǔ)以其良好的平穩(wěn)光順性，成為直線插補(bǔ)和圓弧插補(bǔ)的補(bǔ)充。將多種插補(bǔ)方式進(jìn)行組合，對于自由曲線曲面數(shù)控加工具有重要意義。 本文提出了基于刀位點(diǎn)的復(fù)合刀具路徑生成方法。建立了組合直線擬合、圓弧擬合、B樣條曲線擬合的數(shù)學(xué)模型，通過對三種擬合方式的誤差分析，實(shí)現(xiàn)不同擬合方式的迭代及刀具路徑優(yōu)化分段，并生成復(fù)合刀具路徑。 首先，運(yùn)用最小二乘方法進(jìn)行圓弧和B樣

2、條曲線擬合。B樣條曲線擬合分兩步進(jìn)行，在對被擬合數(shù)據(jù)點(diǎn)進(jìn)行均勻參數(shù)化擬合得到初始控制點(diǎn)之后，重新優(yōu)化參數(shù)值得到新的控制頂點(diǎn)。 其次，給出了將直線擬合，圓弧擬合，B樣條曲線擬合按照從高到低優(yōu)先級進(jìn)行選擇的方法，實(shí)現(xiàn)了三種擬合方式的組合。對擬合誤差的判斷決定了三種擬合方式之間的轉(zhuǎn)換。并引入閥值，設(shè)定刀位點(diǎn)距大于閥值時直接進(jìn)入直線擬合方式，減少不必要的擬合運(yùn)算量。 再次，讀取刀位點(diǎn)，計(jì)算得到由直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)和B樣條曲線插補(bǔ)

3、所組成的加工方式，生成復(fù)合刀具路徑優(yōu)化平面輪廓加工；得到由直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)和B樣條曲線插補(bǔ)所組成的復(fù)合刀具路徑進(jìn)行曲面加工。優(yōu)化后的復(fù)合加工路徑可以提高銑削過程的平穩(wěn)性，減少機(jī)床頻繁的加減速從而提高整個加工的切削效率、縮短加工時間，改善曲面的粗糙度并提高曲面的光順性。 論文將上述理論和算法得到的復(fù)合刀具路徑和初始刀具路徑進(jìn)行加工，實(shí)例分析和比較證明了復(fù)合刀具路徑方法使加工表面質(zhì)量得到改善，加工效率提高且易于在數(shù)控加工中實(shí)現(xiàn)，能