[发明专利]闭式整体涡轮叶盘最大运动范围电极进给轨迹规划方法

权利要求书

1.一种闭式整体涡轮叶盘最大运动范围电极进给轨迹规划方法，其特征在于，包括轨迹规划：把每个运动节点的运动范围最大当作目标函数，以闭式整体涡轮叶盘中心轴X轴为参考轴方向，以电极最终位置为初始位置，在参考轴方向设置步长，进行电极与闭式整体涡轮叶盘的干涉判断，如果闭式整体涡轮叶盘流道曲面方程未知，则利用参数辨识拟合出流道曲面方程；借助刚体运动的形式对电极运动进行描述，并且采用序列二次规划算法求解，得出电极运动轨迹上的每个节点，并且利用样条插值方式得到电极的运动轨迹；

其中，

采用最大运动范围轨迹规划方式，确保电极在运动节点的运动范围最大，建立以电极的运动范围为目标函数的优化模型，由于闭式整体涡轮叶盘中心轴运动增量已知，其他各轴运动量未知，同时保证运动节点运动范围最大，还需设置机床各轴的运动范围，因此，优化变量设置为：

X＝[Δy Δz Δα Δγ s_x s_y s_z s_α s_γ]

其中，Δy，Δz，Δα，Δγ表示机床Y、Z、A、C轴的运动增量；

s_x，s_y，s_z，s_α，s_γ表示在运动节点机床X、Y、Z、A和C轴的运动范围；目标函数设置为：

约束条件是电极在运动节点上不与闭式整体涡轮叶盘发生干涉。

2.根据权利要求1所述的闭式整体涡轮叶盘最大运动范围电极进给轨迹规划方法，其特征在于：在轨迹规划之前，进行电极的设计，采用拷贝式加工方式，要求电极满足以下条件：电极的上下左右四个型面分别与闭式整体涡轮叶盘的流道对应曲面重合，即电极的上型面与闭式整体涡轮叶盘叶冠的内曲面重合；电极的下型面与闭式整体涡轮叶盘轮毂的外曲面重合；电极的左边型面与闭式整体涡轮叶盘叶片的叶背曲面重合；电极的右边型面与闭式整体涡轮叶盘相邻叶片的叶盘曲面重合，使电极完全填充于流道；对电极进行缩减和剖分减小电极的尺寸，获得相应的运动空间。

3.根据权利要求2所述的闭式整体涡轮叶盘最大运动范围电极进给轨迹规划方法，其特征在于，电极的缩减包括：周向缩减方式和径向缩减方式，周向缩减方式是电极的右边型面或者左边型面绕着闭式整体涡轮叶盘的中心轴线旋转一定的角度，使电极获得左右的运动空间，然后进行后续的电极轨迹规划，如果不能求出电极的运动轨迹，则继续对电极进行周向缩减，加大电极右边型面或者左边型面旋转的角度，继续进行电极轨迹规划，直至得到电极的运动轨迹；径向缩减方式指电极的上下型面沿着闭式整体涡轮叶盘叶片径向方向移动一定的距离，使电极获得上下的运动空间。

4.根据权利要求3所述的闭式整体涡轮叶盘最大运动范围电极进给轨迹规划方法，其特征在于，电极的剖分包括：当叶片扭曲度较大时，对电极进行剖分操作，使用圆环曲面或者平面对单一整体电极进行以下剖分操作：首先将单一整体电极进行上下剖分成上下电极，并且在上下电极的交界处设置一定的重合区，以消除接刀痕的误差，然后对上下电极分别进行后续的轨迹规划，如果还不能求出上下电极退出流道的运动轨迹，则对上下电极进行前后剖分操作，将上下两个电极剖分成四个电极，再进行后续的轨迹规划，如此继续下去，直到求出每个剖分出的电极的运动轨迹。

5.根据权利要求3所述的闭式整体涡轮叶盘最大运动范围电极进给轨迹规划方法，其特征在于，电极的剖分包括：缩减后的电极在加工时，必须进行反向的旋转相应角度或移动相应距离，进行叶片的成型加工，如果缩减后的电极还不能得到电极的进给轨迹，则对电极进行剖分处理，将一整块电极剖分成几个小电极，并且在小电极的交界处设置一定的重合区，以消除接刀痕的误差。