NURBS曲線曲面數(shù)控銑削球頭刀刀具半徑補(bǔ)償原理.pdf

1、伴隨著制造業(yè)的發(fā)展，以NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline，非均勻有理B樣條)為核心的自由曲線曲面造型技術(shù)得到了進(jìn)一步的發(fā)展，進(jìn)而推動(dòng)了數(shù)控加工領(lǐng)域的進(jìn)步。目前以FANUC為代表的數(shù)控系統(tǒng)廠商已開(kāi)發(fā)出支持NURBS曲線插補(bǔ)功能的數(shù)控系統(tǒng)，但這一技術(shù)作為對(duì)我國(guó)禁用的關(guān)鍵技術(shù)之一，在國(guó)內(nèi)進(jìn)口機(jī)床是缺失了這一功能的。我國(guó)是制造業(yè)大國(guó)，擁有大量的傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床，但是這些傳統(tǒng)數(shù)控系統(tǒng)只具備直線插補(bǔ)、圓弧插補(bǔ)和拋物線

2、插補(bǔ)，對(duì)于復(fù)雜曲線曲面的加工顯得能力不足，那么如何在傳統(tǒng)數(shù)控機(jī)床上實(shí)現(xiàn)NURBS曲線插補(bǔ)，使其具備自由曲線曲面的加工能力，同時(shí)克服CAM軟件生成程序帶來(lái)的刀位文件大、加工中引起機(jī)床振動(dòng)而影響表面質(zhì)量等問(wèn)題，并獲得高效率、高精度的加工就有了現(xiàn)實(shí)意義。
　　本文基于一臺(tái)FANUC0i-MB系統(tǒng)的XK715D數(shù)控立式銑床，分析了NURBS曲線曲面加工中存在的過(guò)切現(xiàn)象，通過(guò)對(duì)NURBS曲線曲面插補(bǔ)點(diǎn)進(jìn)行刀具半徑補(bǔ)償，實(shí)現(xiàn)了對(duì)NURBS曲線

3、曲面無(wú)過(guò)切插補(bǔ)的加工功能。
　　第一，根據(jù)刀具對(duì)NURBS曲線加工過(guò)程中存在的過(guò)切現(xiàn)象，研究了NURBS曲線插補(bǔ)過(guò)程中的球頭刀刀具半徑補(bǔ)償算法，計(jì)算并比較了無(wú)球頭刀刀具半徑補(bǔ)償算法和球頭刀刀具半徑補(bǔ)償?shù)挠?jì)算結(jié)果，對(duì)插補(bǔ)結(jié)果采用VERICUT仿真和機(jī)床實(shí)際加工進(jìn)行了驗(yàn)證。在此研究過(guò)程中，不考慮NURBS曲線曲率半徑與刀具半徑大小關(guān)系的影響。通過(guò)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，球頭刀刀具半徑補(bǔ)償算法通過(guò)使刀刃與曲線的插補(bǔ)點(diǎn)相切去切削，可以避免曲線的過(guò)切。<

4、br>　　第二，對(duì)于NURBS曲線曲率半徑小于刀具半徑的情況，由于在應(yīng)用球頭刀刀具半徑補(bǔ)償算法的過(guò)程中會(huì)造成過(guò)切，因此我們研究了過(guò)切預(yù)判算法，即在NURBS曲線插補(bǔ)計(jì)算過(guò)程中，首先通過(guò)比較NURBS曲線曲率半徑和刀具半徑的大小，提前判定是否存在過(guò)切來(lái)決定插補(bǔ)過(guò)程。通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)，在此過(guò)程中，我們不僅可以判斷是否存在過(guò)切并重新規(guī)劃刀具路徑，同時(shí)也可以得到最大允許刀具直徑，最后通過(guò)VERICUT進(jìn)行了仿真分析和驗(yàn)證。
　　最后，論文研究