一种数控加工过程中的刀位点轨迹实时优化方法及应用技术

本发明专利技术公开了一种数控加工过程中的刀位点轨迹实时优化方法及应用，属于数控技术领域；包括：将整条刀位点轨迹划分为多个预处理区间后，分别对每一个预处理区间中的刀位点轨迹进行优化；本发明专利技术无需修改CAD模型或者修改CAM参数，通过对刀位点轨迹进行加工时的在线优化，减少了生产加工时的操作环节，具有更短的加工周期和更高的使用便捷性，能够以较高的效率实时优化刀位点轨迹，从而得到均匀的刀位点。除此之外，本发明专利技术在转接光顺前对刀位点轨迹进行均匀化处理，使转接光顺结果不受原始程序段刀尖点单元长度的限制，能够提升系统在后续速度区间划分过程中的灵活性、准确性，进而提升加工质量。提升加工质量。提升加工质量。

【技术实现步骤摘要】
一种数控加工过程中的刀位点轨迹实时优化方法及应用


[0001]本专利技术属于数控
，更具体地，涉及一种数控加工过程中的刀位点轨迹实时优化方法及应用。

技术介绍

[0002]多轴数控加工中，需要加工的工件表面多为自由曲面，此类工件的加工G代码一般是由CAM系统生成的连续小线段。CAM在系统规划刀路轨迹时主要保证公差约束，对刀位点轨迹的光顺性与速度规划性能未充分考虑，生成的加工程序存在刀位点轨迹不均匀的问题，其具体表现为轨迹刀位点间长度、转角与刀轴变化的不均匀。在处理程序段不均匀轨迹时，系统速度规划的灵活性与准确性会受各类参数阈值限制，导致产生过长的低速区间或较剧烈的速度波动，影响工件的加工效率与质量。
[0003]对于轨迹不均匀导致的加工时缺陷问题，常见的解决方案是修改CAD模型，提高模型光顺性；或者修改CAM参数，重新规划加工轨迹；但此类方案对模型设计和工艺编程的要求较高，所需的调整周期也较长，因此数控系统用户更希望能够在数控系统中内置加工轨迹实时优化模块，在加工过程中对轨迹进行实时预处理，提升轨迹的均匀性与速度规划性能，从而改善本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种数控加工过程中的刀位点轨迹实时优化方法，其特征在于，包括：根据当前数控加工的工艺参数和轨迹几何特征将整条刀位点轨迹划分为多个预处理区间；所述刀位点轨迹包括：刀位点位置序列；所述刀位点位置包括刀尖点位置和对应刀轴的每一个旋转轴位置；分别对每一个预处理区间中的刀位点轨迹进行优化：对预处理区间中的刀位点轨迹中的刀尖点位置进行拟合，得到刀尖点曲线；通过在所述刀尖点曲线上计算各刀尖点与第一个刀位点之间的弧长，得到各刀尖点的行程；针对预处理区间中的刀位点轨迹的各刀尖点所对应的每一个旋转轴，对其位置与对应刀尖点的行程的之间的关系进行拟合，得到每一个旋转轴的轨迹曲线；对刀尖点曲线进行等弧长采样，得到刀尖采样点位置，并对每一个旋转轴的轨迹曲线基于刀尖采样点的行程进行采样，得到每一个旋转轴采样点的位置；基于刀尖采样点位置和对应的各旋转轴采样点的位置，得到新的刀位点位置序列，从而得到优化后的预处理区间中的刀位点轨迹。2.根据权利要求1所述的刀位点轨迹实时优化方法，其特征在于，对预处理区间中的刀位点轨迹中的刀尖点位置进行拟合的方法包括：为预处理区间中的刀尖点轨迹上每一组相邻的两个刀尖点之间的轨迹线段分别采用三次Bezier曲线C(u)对进行拟合；u∈[0,1]；其中，三次Bezier曲线的控制点包括P0、P1、P2和P3；P0、P1、P2和P3均满足当u分别取值为0、0.5、1时C(u)的导数的模均相等；控制点P0和P3分别为所述轨迹线段首、尾两个刀尖点；P1、P2分别为P0、P3在预处理区间中的刀尖点轨迹的切向量方向上的点，且保证线段P1P2与线段P0P3平行，且线段P1P2与线段P0P3之间的距离位于最大允许的轮廓偏差范围内；所述刀尖点轨迹为其上各刀尖点位置的连线。3.根据权利要求1或2所述的刀位点轨迹实时...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈吉红，曾思涵，张成磊，王朝，高嵩，朱万强，周会成，
申请(专利权)人：华中科技大学，
类型：发明
国别省市：