[发明专利]复杂曲面五轴平底刀宽行加工进给率离线规划方法

摘要

本发明提供了一种复杂曲面五轴平底刀宽行加工进给率离线规划方法。首先根据机床运动学模型计算刀轨上各离散刀位对应的机床各轴的位置；建立以机床各轴的速度、加速度、跃度极限和曲线弓高误差为约束的时间最优进给速度模型，得到刀轨上各刀位处满足机床性能的最大进给速度；使用离散矢量求交法确定刀具参与切削区域以及切入切出角，并以此为基础估算刀具的总切削力；以进给速度最大为目标，刀具切削过程中的最大切削力保持在给定切削力阈值附近为约束，同时满足进给速度小于最大进给速度，建立进给速度优化模型，并以二分法求解模型获取刀位的进给速度；根据具体的数控系统输出NC代码。本发明适用于自由曲面粗、精加工。

主权项

一种复杂曲面五轴平底刀宽行加工进给率离线规划方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1，读入设计曲面对应的刀位文件，针对第一行刀轨中的离散刀位，经机床运动学反解，获得机床各运动轴离散位置；步骤S2，以机床各运动轴的速度、加速度、跃度极限和曲线弓高误差为约束，建立时间最优的进给速度规划模型；求解该进给速度规划模型得到刀轨上各刀位处满足机床性能约束的最大进给速度；步骤S3，在步骤S2得到的最大进给速度的基础上，以进给速度最大为目标，刀具切削过程中的最大切削力保持在设定切削力阈值范围内为约束，建立进给率优化模型；步骤S4，根据工件、刀具几何信息以及加工刀轨信息，估算切削过程中刀轨上每个刀位处的最大切削力；步骤S5，通过二分法求解进给率优化模型：当刀轨上某个刀位处最大切削力与设定切削力阈值的误差百分比少于5％时，完成模型优化，获得该刀位处更新后的进给速度；否则用该刀位处更新后的进给速度重新计算该刀位处的最大切削力，并继续模型优化过程；步骤S6，由步骤S5中获得的刀轨上各刀位处的进给速度以及刀轨各刀位处对应的机床各运动轴的位置，针对具体的机床数控系统输出相应的数控代码；步骤S7，使用离散矢量求交法计算当前刀轨加工后工件的几何形状信息。