復(fù)雜曲面加工中刀具路徑生成方法及實(shí)時插補(bǔ)技術(shù)研究.pdf

1、目前，具有復(fù)雜曲面的產(chǎn)品越來越多而且精度要求越來越高。一般這類產(chǎn)品的生產(chǎn)加工在三軸聯(lián)動數(shù)控機(jī)床下完成，但一些更復(fù)雜的產(chǎn)品在三軸機(jī)床上不可能一次裝夾就能完成加工，必須在五軸聯(lián)動的數(shù)控機(jī)床上進(jìn)行加工?，F(xiàn)行的五軸聯(lián)動數(shù)控系統(tǒng)具有的線性插補(bǔ)功能存在很多弊端，不利于產(chǎn)品的高速高精加工。從這個方面來看，需要對數(shù)控系統(tǒng)的插補(bǔ)功能進(jìn)行必要的擴(kuò)充，使之能夠提高效率和加工的精度。另外，從復(fù)雜曲面的五軸數(shù)控編程角度來看，傳統(tǒng)的刀具路徑生成方法存在著嚴(yán)重的刀位

2、冗余和刀位欠缺等問題，同樣影響著加工效率和加工精度。為此，需要研究一種更加優(yōu)化的刀具路徑生成方法，盡可能地減少重復(fù)冗余的加工和遺漏加工的情況發(fā)生。
　　非均勻有理B樣條曲線曲面作為國際標(biāo)準(zhǔn)化組織指定的產(chǎn)品數(shù)據(jù)交換的唯一標(biāo)準(zhǔn)，有著其他樣條曲線曲面方法無可比擬的優(yōu)勢，因此，本文選擇非均勻有理B樣條作為復(fù)雜曲面表示的數(shù)學(xué)模型，并敘述了非均勻有理B樣條曲線曲面在幾何造型和微分幾何方面的相關(guān)理論。鑒于B樣條基函數(shù)計(jì)算速度對于本文實(shí)時插補(bǔ)算法

3、研究的重要性，本文提出一種分塊矩陣的方法用于求解任意階次基函數(shù)及其任意階導(dǎo)數(shù)的方法。
　　數(shù)控編程的重點(diǎn)在于刀具路徑的規(guī)劃與生成，一套好的刀具路徑能夠直接帶來經(jīng)濟(jì)效益。因此，本文在深入研究刀具與曲面的局部微分幾何結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上提出一種刀具路徑生成算法，同時還將局部干涉問題融入刀具路徑的生成過程中。
　　將機(jī)床的空間運(yùn)動分析作為刀位文件后處理的先行研究。與傳統(tǒng)后處理方法不同的是，本文的后處理方法基于機(jī)床空間運(yùn)動，從而簡化了復(fù)雜的

4、后處理過程。
　　本文著重研究了五軸線性插補(bǔ)的加減速控制方法，該控制方法適用于加減速過程中可能出現(xiàn)的各種情況，使進(jìn)給速度滿足要求的同時還很好地解決了減速點(diǎn)預(yù)判和各軸同時到達(dá)程序段終點(diǎn)的問題；對樣條曲線插補(bǔ)的研究則提出了一種適用于五軸加工的雙樣條方法，并驗(yàn)證了方法的可行性；在曲面插補(bǔ)方面則提出了五軸曲面插補(bǔ)器的方法；還對三維刀具半徑補(bǔ)償和長度補(bǔ)償進(jìn)行了研究。
　　本文還應(yīng)用計(jì)算機(jī)仿真的手段對提出的方法進(jìn)行了驗(yàn)證，編程實(shí)現(xiàn)了一個