[发明专利]一种基于双向比例调整的多约束数控加工进给率定制方法

权利要求书

1.一种基于双向比例调整的多约束数控加工进给率定制方法，其特征在于：该方法的步骤如下：

步骤一、对零件的加工路径进行扫描，从路径参数起点开始，以预设的插补周期为间隔确定采样点，通过采样点拟合数控走刀加工路径，将数控走刀加工路径用B样条曲线表示，得到的参数曲线表达式：

式中，P(u)表示数控走刀加工路径，p_i(i＝0,1…,n)为路径曲线控制点，N_i,k(u)表示第i个k次B样条基函数，u为近似弦长参数化得到的路径参数；

步骤二、通过给定零件加工弓高误差最大允许值ε_max，机床分轴速度最大允许值机床分轴加速度最大允许值刀具运动切向加速度最大允许值确定每个采样点的弓高误差约束、机床分轴速度约束、机床分轴加速度约束，根据下述公式计算每个采样点处在满足给定约束下的最大进给率上限值：

式中，ρ(u)为加工路径的曲率半径，T为参数插补周期，ω为加工路径总长度，f_max为数控加工最大编程进给率；

步骤三、采用B样条曲线对步骤二中计算得到的每一个采样点进给率上限值进行拟合，得到初始进给率曲线，其表达式如下

式中，f(u)表示进给率曲线，d_i为B样条进给率曲线控制点，m为B样条进给率曲线控制点的个数；

步骤四、根据下式对每一个采样点的机床分轴速度约束、机床分轴加速度约束进行校验

步骤五、若采样点处的机床分轴速度超过机床分轴速度最大允许值或机床分轴加速度超过机床分轴加速度最大允许值则以该采样点附近的极小值点为基点，定义首末两端进给率上限值为f(u₁)和f(u_G)，满足f(u_w-1)f(u_w)f(u_w+1),1wG条件下的进给率f(u_w)为极小值，G为采样点的个数，采用双向比例迭代调整算法，对初始进给率曲线进行横向变形调整，所述双向比例迭代调整算法的调整过程如下：

5.1以基点为起始点，以刀具运动切向加速度最大允许值为第一斜率向基点两侧构造直线，与步骤三中得到的初始进给率曲线相交，并替代两相交点区域内的进给率曲线，然后，更新两相交点区域内的采样点的最大进给率上限值，重复步骤三、四，再次利用B样条曲线对每一个采样点的最大进给率上限值进行拟合并校验；

5.2若步骤5.1中所述两相交点区域内的采样点仍有不满足步骤五中所述条件的，则将切向加速度乘以比例系数λ(0λ1)作为第二斜率，仍以步骤5.1中的基点为起点向两侧重新构造直线，与步骤5.1中经调整后的初始进给率曲线相交，更新两相交点区域内各采样点处的最大进给率上限值，重复步骤三、四，再次利用B样条曲线对每一个采样点的最大进给率上限值进行拟合并校验；

5.3若步骤5.2中各处采样点仍有不满足步骤五中所述条件的，重复步骤5.2，使不满足条件的采样点的最大进给率上限值逐渐减低，直至每一个采样点处的机床分轴速度不超过机床分轴速度最大允许值机床分轴加速度不超过机床分轴加速度最大允许值最终实现多约束下的进给率上限值定制。

2.根据权利要求1所述的基于双向比例调整的多约束数控加工进给率定制方法，其特征在于：数控加工最大编程进给率为50～100mm/s。

3.根据权利要求1所述的基于双向比例调整的多约束数控加工进给率定制方法，其特征在于：插补周期为0.5～8ms。

4.根据权利要求1所述的基于双向比例调整的多约束数控加工进给率定制方法，其特征在于：弓高误差最大允许值为0.0005～0.005mm。

5.根据权利要求1所述的基于双向比例调整的多约束数控加工进给率定制方法，其特征在于：数控加工切向最大加速度值为500～1500mm/s²。

6.根据权利要求1所述的基于双向比例调整的多约束数控加工进给率定制方法，其特征在于：机床分轴最大速度允许值为50～100mm/s。