[发明专利]一种基于低速敏感区域插补信息反馈的五轴刀路生成方法

摘要

本发明公开了一种基于低速敏感区域插补信息反馈的五轴刀路生成方法，包括：(1)输入待加工曲面并设置参数；(2)CAM系统对曲面进行五轴刀路预规划，生成预生成五轴刀路；(3)CNC系统对预生成五轴刀路进行模拟插补，规划进给速度曲线，并搜索速度敏感区域；(4)将五轴刀路的位姿投射到配置空间中，生成空间配置曲线；(5)将含有速度敏感区域信息的配置空间曲线反馈给CAM系统，CAM系统对配置空间曲线进行优化，并反算出优化的刀具位姿，合成优化的五轴刀路；(6)将优化的五轴刀路输入CNC系统，进行最终的插补运算。本方法生成的五轴刀路，既保证了曲面加工精度，又有效地提升了加工效率。

主权项

1.一种基于低速敏感区域插补信息反馈的五轴刀路生成方法，包括如下步骤：(1)输入待加工曲面S(u,v)、刀具底端半径R₁、圆角半径R₂以及应许最大残高σ；(2)设定加工机床加工参数；(3)CAM系统按照模拟切削过程得到的五轴刀路生成方法预生成一组等残高五轴刀路，得到预生成五轴刀路，记作B＝{b₁,b₂,…,b_n}；(4)CNC系统按速度规划方法插补预生成五轴刀路，规划出进给速度曲线，记作F＝{f₁,f₂,…,f_n}；其中，速度规划方法的具体步骤如下：(4‑1)通过五轴数控机床的反向运动学模型，将刀具终端的运动轨迹分解为机床各个轴的位移变化：Q(s)＝[X(s)Y(s)Z(s)A(s)C(s)]；(4‑2)对各个轴的位移变化规律Q(s)求导，得到各轴应许可承受的最大速度、加速度以及加加速度，进而约束得到刀具进给速度的最可行域，机床进给速度的表达式为：(4‑3)在最可行域中迭代调整，获得最终满足各个轴运动学约束的最大进给速度，得到进给速度曲线；(5)分析进给速度曲线，找到速度敏感区域，记作S＝{s₁,s₂,…,s_m}，并将速度敏感区域反馈给CAM系统，具体地，在进给速度曲线中，进给速度低于某一设定进给速度F_min的连续区间为速度敏感区域；进给速度F_min根据需要自行设定；(6)CAM系统对速度敏感区域内的五轴刀路的姿态做优化调整，得到优化的五轴刀路，其中，对五轴刀路的姿态做优化调整的具体步骤如下：(6‑1)将速度敏感区域内的五轴刀路曲线转到配置空间里，得到配置空间曲线；(6‑2)调整配置空间曲线；(6‑3)根据调整后的配置空间曲线，反算出调整后的刀具位姿信息；(6‑4)根据预生成五轴刀路的刀具刀触点，由空间配置曲线合成优化的五轴刀路；(7)将优化的五轴刀路输入CNC系统，进行最终的插补运算。