[发明专利]一种基于切削速度变化最小的整体刀轴优化方法

权利要求书

1.一种基于切削速度变化最小的整体刀轴优化方法，其特征在于，包括：

规划切触点并形成切削刀路；

为每个切触点设置一个期望的刀轴矢量方向；

为每个切触点建立一个局部坐标系；

确定刀轴可行域；

建立切削速度数学模型；

建立优化问题的数学模型；

所述为每个切触点建立一个局部坐标系，具体包括：

将曲面法线作为切触点位置局部坐标系的z轴，以切触点位置刀具的前进方向作为切触点局部坐标系的x轴，y轴方向由z轴方向和x轴方向叉乘获得，即为每个切触点建立一个局部坐标系；

基于局部坐标系，每一个切触点处的刀轴矢量都可以表示为两个角度，与局部坐标系z轴的夹角为a，刀轴矢量向xoy平面投影产生的向量与x轴的夹角为b；夹角a，b的计算公式如下：

A(v_i，j)＝arccos(v_i，j*Z_i，j)

P(v_i，j)＝Z_i，j×(v_i，j×Z_i，j)

其中：

v_i，j为第i条刀路中第j个切触点的刀轴矢量；

A(v_i，j)为将刀轴矢量转换成角度a的函数；

B(v_i，j)为将刀轴矢量转换成角度b的函数；

P(v_i，j)为计算刀轴矢量到局部坐标系xoy平面投影的函数；

X_i，j为局部坐标系X轴的方向向量，即切触点位置刀具前进方向的向量；

Z_i，j为局部坐标系Z轴的方向向量，即切触点位置曲面的法向量；

Y_i，j为局部坐标系Y轴的方向向量，即Z_i，j×X_i，j。

2.如权利要求1所述的基于切削速度变化最小的整体刀轴优化方法，其特征在于，所述确定刀轴可行域，具体包括：对每个刀位点进行干涉检查，搜索得到每个切触点不干涉刀轴矢量空间，作为刀轴可行域V(P_i，j)，其中，P_i，j表示刀路序号为i，在刀路中的序号为j的切触点。

3.如权利要求2所述的基于切削速度变化最小的整体刀轴优化方法，其特征在于，所述切削速度数学模型为：

Vc(v_i，j)＝R*ω_i，j*Sin(A(v_i，j))

其中，Vc(v_i，j)为刀具切削速度，R为刀具半径，ω_i，j为刀具在该位置的转速。