[发明专利]基于参数同步的五轴等距双NURBS刀具路径插补方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种数控领域中的五轴加工数控技术，尤其是涉及一种基于参数同步的五轴等距双NURBS刀具路径插补方法。

背景技术

目前五轴数控加工刀具路径规划的一般步骤是先对零件进行CAD建模，再通过CAM软件获取零件工件坐标下的刀位点数据(包括刀具中心点数据和刀轴矢量数据)，然后对刀位点数据进行处理、拟合从而获得满足预期精度要求的刀具路径轨迹，最后针对优化的路径进行样条曲线插补，以完成工件坐标系下刀具路径的优化。Langeron等对刀具中心点和刀轴点进行NURBS拟合获取双NURBS曲线刀具路径。Alexander Yuen，Ke Zhang等人提出了一种光顺刀具轨迹生成的方法，该方法通过CAM系统获得刀具中心点和刀轴矢量数据，将其分别拟合成五次样条曲线，然后对各样条曲线重新参数化以获得足够光顺的样条曲线刀具路径。以上都是双NURBS曲线刀具路径的生成方法，但是他们都没有提及如何使刀具中心点曲线的参数跟刀轴点曲线的参数同步起来。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于参数同步的五轴等距双NURBS刀具路径插补方法，该方法通过构建两条NURBS曲线参数关系模型，从而实现借鉴现有成熟三轴NURBS插补算法对五轴加工等距双NURBS刀具路径进行插补。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种基于参数同步的五轴等距双NURBS刀具路径插补方法，其特征在于，包括以下步骤：

据离散的刀位点数据生成两条NURBS曲线P(u)和Q(w)，其中刀位点数据包括刀具中心点p_i和刀轴矢量o_i，P(u)表示刀具中心点曲线，u为参数，Q(w)表示刀轴点曲线，w为参数；根据曲线P(u)、Q(w)的参数u、w之间的关系，推导出刀轴点曲线Q(w)的插补点。

所述的曲线P(u)、Q(w)的参数u、w之间的关系具体如下：

构建参数u、w之间的关系

w-wkwk+1-wk=u-ukuk+1-uk]]>

其中u∈[u_k，u_k+1]时，都有w∈[w_k，w_k+1]，k＝0，1，2…n；