环形刀四轴定轴加工刀位确定方法、装置及电子设备制造方法及图纸

本发明专利技术提供了一种环形刀四轴定轴加工刀位确定方法、装置及电子设备，属于多轴数控加工技术领域。所述方法包括：以目标曲面上的刀位点为原点建立局部坐标系；根据加工坐标系和所述局部坐标系，确定刀轴矢量；构建刀具‑曲面位置关系优化模型，并根据所述优化模型对刀具抬刀量进行优化，得到刀心点在所述加工坐标系下的坐标；根据所述刀轴矢量和所述刀心点在所述加工坐标系下的坐标确定加工刀位。本发明专利技术实施例提供的环形刀四轴定轴加工刀位计算方法，解决了当前商用CAM软件无法进行四轴定轴加工刀位计算的问题，为四轴机床(尤其是不具备四轴联动补偿功能的四轴机床)的复杂曲面高效数控加工提供了一种行之有效的解决方法。

The method, device and electronic equipment for determining the cutting position of the four axis fixed axis machining of a ring knife

The invention provides a tool setting method, device and electronic equipment for the four axis fixed axis machining of a ring knife, which belongs to the field of multi axis NC machining technology. The method includes: to target on the surface of cutter location for the origin of the local coordinate system; according to the machining coordinate system and the local coordinate system, the cutter shaft vector is determined; the construction tool surface location optimization model, and according to the optimization model of cutting blade lifting quantity optimization to obtain coordinates of cutter center points in the processing of coordinate system; coordinate points according to the heart of the knife shaft vector and the knife in the machining coordinates to determine the cutter position. The calculation method of the embodiment of the invention provides a ring-shaped knife shaft four axis machining tool, solves the current commercial CAM software to four axis fixed axis machining tool position calculation problem for four axis machine tool (especially the four axis machine with four axis compensation function) provides an effective solution for the the high efficiency of NC machining of complex surface.

【技术实现步骤摘要】
环形刀四轴定轴加工刀位确定方法、装置及电子设备
本专利技术涉及一种环形刀四轴定轴加工刀位确定方法、装置及电子设备，属于多轴数控加工

技术介绍
四轴机床由于比三轴机床多一个回转轴，刀具相对于工件的姿态可调，是目前制造业加工复杂曲面的常用设备。若使用球头刀进行精加工，由于球头刀与曲面接触面积小，加工行宽很窄，加工效率很低；现有计算机辅助制造软件(CAM)能够编制基于环形刀的四轴联动加工刀轨，使刀具与曲面贴合率较高，加工效率也得到了提升。但受生产成本等条件限制，目前，不少厂家使用的四轴机床的数控系统并不支持四轴联动，即不具备四轴联动误差补偿功能，针对此类机床，四轴联动加工的精度无法保证，只适用于四轴定轴加工方式，但目前的商用CAM软件却基本不支持四轴定轴加工的刀位计算。因此，亟需一种环形刀四轴定轴加工刀位确定方法以提高加工效率。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种环形刀四轴定轴加工刀位计算方法，解决了当前商用CAM软件无法进行四轴定轴加工刀位计算的问题，为四轴机床(尤其是不具备四轴联动补偿功能的四轴机床)的复杂曲面高效数控加工提供了一种行之有效的解决方法。为解决上述技术问题，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种环形刀四轴定轴加工刀位确定方法，其特征在于，包括：以目标曲面上的刀位点为原点建立局部坐标系；根据加工坐标系和所述局部坐标系，确定刀轴矢量；构建刀具‑曲面位置关系优化模型，并根据所述优化模型对刀具抬刀量进行优化，得到刀心点在所述加工坐标系下的坐标；根据所述刀轴矢量和所述刀心点在所述加工坐标系下的坐标确定加工刀位。

【技术特征摘要】
1.一种环形刀四轴定轴加工刀位确定方法，其特征在于，包括：以目标曲面上的刀位点为原点建立局部坐标系；根据加工坐标系和所述局部坐标系，确定刀轴矢量；构建刀具-曲面位置关系优化模型，并根据所述优化模型对刀具抬刀量进行优化，得到刀心点在所述加工坐标系下的坐标；根据所述刀轴矢量和所述刀心点在所述加工坐标系下的坐标确定加工刀位。2.根据权利要求1所述的一种环形刀四轴加工刀位确定方法，其特征在于：所述局部坐标系中X轴方向与机床旋转轴的方向平行，Y轴方向根据所述刀位点对应的目标曲面的法矢量确定。3.根据权利要求2所述的一种环形刀四轴加工刀位确定方法，其特征在于：所述的根据加工坐标系和所述局部坐标系，确定刀轴矢量，包括：根据加工坐标系和所述局部坐标系，确定所述刀位点对应的刀具滚摆角；根据确定的刀具滚摆角，将所述局部坐标系的Z轴绕X轴旋转；根据旋转后的Z轴方向矢量确定刀轴矢量。4.根据权利要求2或3所述的一种环形刀四轴加工刀位确定方法，其特征在于，所述局部坐标系中：其中，为X轴方向矢量，为Y轴方向矢量，为Z轴方向矢量，n为所述刀位点对应的目标曲面的法矢量，ω为机床旋转轴的方向矢量，f为刀具进给方向矢量。5.根据权利要求4所述的一种环形刀四轴加工刀位确定方法，其特征在于，所述的根据加工坐标系和所述局部坐标系，确定所述刀位点对应的刀具滚摆角，包括：根据下式求解所述刀位点对应的局部坐标系的Z轴绕X轴旋转至与s平行时的夹角β：

【专利技术属性】
技术研发人员：叶正茂，凌丽，赵建设，张华，王泽华，郭安儒，裴天河，
申请(专利权)人：航天材料及工艺研究所，中国运载火箭技术研究院，
类型：发明
国别省市：北京,11