復雜曲面加工中刀具路徑生成方法及實時插補技術研究.pdf

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

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準化組織指定的產品數據交換的唯一標準，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樣條作為復雜曲面表示的數學模型，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理論。鑒于B樣條基函數計算速度對于本文實時插補算法

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及其任意階導數的方法。
　　數控編程的重點在于刀具路徑的規(guī)劃與生成，一套好的刀具路徑能夠直接帶來經濟效益。因此，本文在深入研究刀具與曲面的局部微分幾何結構的基礎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。
　　將機床的空間運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床空間運動，從而簡化了復雜的

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