[发明专利]一种面向高精加工的自由曲面往复式刀具轨迹规划方法

说明书

技术领域

本发明属于数控技术领域，具体说是一种面向高精加工的自由曲面往复式刀具轨迹规划方法。

背景技术

高精加工技术作为现代数控加工中的标志性技术，在航空航天，国防，运输，动力及装备制造等行业的精密负责曲面加工中占据着主导地位。在激烈的市场竞争中，数控加工企业要求以质量高、成本低、服务优、交货及时、更新换代快、有利于环保的产品及时满足市场不断变化的需求，由此推动高速加工技术不断发展。自二十世纪八十年代起，高精加工技术在传统切削加工技术、自动控制技术、信息技术和现代管理技术的基础上逐步发展成为一门综合性系统工程技术，现已广泛应用于生产工艺流程制造企业，因此，高精加工技术必将在数控加工中得到大量应用和进一步发展。

自由曲面刀具轨迹规划作为数控系统的一个核心发展方向，其功能强弱对整个数控系统高效、精确、安全运行有直接的影响。但是随着数控技术的发展，自由曲面刀具轨迹规划已经无法满足高精加工的需求。现有的大多数刀具轨迹生成方式并不是从高精加工的角度设计的，生成的刀具轨迹转接点较多，限制了加工精度的提高：不连续的加工刀具轨迹和过多的刀具轨迹转接点会导致电机的频繁起停、走空刀，难以达到高精加工的要求，同时受力方向的突然改变还会引起刀具的振动，影响加工表面的质量。发明内容

为解决上述不足之处，本发明为解决该技术问题提供一种面向高精加工的自由曲面往复式刀具轨迹规划方法。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种面向高精加工的自由曲面往复式刀具轨迹规划方法，包括以下步骤：

读取曲面CAD文件，设定任意一条曲面边界曲线为初始轨迹，将这条曲线任意一个边界点设为初始刀触点，并用设定的加工精度计算走刀步长得到下一个刀触点，直到覆盖整个曲线。

利用初始轨迹上的刀触点向曲面内偏置，通过递归算法继续生成下一条偏置刀具轨迹，直到覆盖整个曲面；

执行刀具轨迹光顺处理算法对所有刀具轨迹进行光顺处理；

检查刀具轨迹是否覆盖整个曲面，并生成刀具轨迹文件输出。

所述走刀步长计算公式为

ΔLc=2ρi2-(ρi-ϵ)2]]>

其中ε代表加工精度，ρ_i代表法曲率半径。

所述偏置公式为