一种五轴加工奇异区域的轨迹优化方法技术

技术编号:7600688 阅读:287 留言:0更新日期:2012-07-22 02:45
本发明专利技术涉及一种五轴加工奇异区域的处理方法,包括以下步骤:建立AC双转台五轴机床的运动学转换关系,在反向运动学变化的同时对C轴转角进行初次优化处理,得到刀轴数据并遍历;在遍历刀轴数据过程中,采用基于雅克比矩阵条件数的方法检测奇异区域的边界范围;对奇异区域的边界范围内的奇异点及该奇异点附近C角进行二次优化处理,得到新的刀轴数据;对新的刀轴数据中相邻两行的C角变化仍然较大的子区间进行递归插值处理,得到最终的刀轴数据。应用本发明专利技术方法能够有效降低奇异区域内旋转轴的速度突变,降低由此产生的过大非线性误差,提高了加工精度,有效保护机床和工件部件。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种数控
中的五轴加工技术,具体的说是。
技术介绍
五轴加工可以同时进行线性运动和旋转运动,这种灵活的加工方式使得五轴加工与三轴加工相比,材料去除率更高,加工时间更短,而且可以处理更为复杂的工件。但是由于旋转运动的影响,当刀具通过奇异点附近区域时,旋转轴会产生不连续并且急速的转动, 这不但使加工过程产生很大误差,而且极易破坏工件,甚至损伤机床部件。因此,对奇异区域内的加工进行处理,对于提高加工精度和效率至关重要。现有的处理方法主要分为以下几种一是通过多项式插补修改刀具路径来避开奇异位置,但是插补算法复杂,计算上代价较大。二是寻求奇异点附近旋转轴运动的最短路径,从而降低转角变化量,但该方法仅针对旋转轴的运动做了优化,不适用于精加工。三是采用线性插值法控制过大非线性误差,但这种方法容易导致奇异区域内的机床加速减速运动过于频繁,加工速度大大降低。
技术实现思路
针对现有技术中存在的机床加速减速运动过于频繁、不能兼顾加工精度和加工速度等不足之处,本专利技术要解决的技术问题是提供一种既能提高奇异区域内加工精度,又能保证加工速度不会降低过多的五轴加工奇异区域的轨迹优化方法。为解决上述技术问题,本专利技术采用的技术方案是本专利技术五轴加工奇异区域的处理方法包括以下步骤建立AC双转台五轴机床的运动学转换关系,在反向运动学变化的同时对C轴转角进行初次优化处理,得到刀轴数据并遍历;在遍历刀轴数据过程中,采用基于雅克比矩阵条件数的方法检测奇异区域的边界范围;对奇异区域的边界范围内的奇异点及该奇异点附近C角进行二次优化处理,得到新的刀轴数据;对新的刀轴数据中相邻两行的C角变化仍然较大的子区间进行递归插值处理,得到最终的刀轴数据。 所述二次优化处理包括判断是否有刀具经过奇异点,如果有刀具经过奇异点,则设奇异点前后两点的C 值分别为Cl和C2 ;权利要求1.一种五轴加工奇异区域的处理方法,其特征在于包括以下步骤建立AC双转台五轴机床的运动学转换关系,在反向运动学变化的同时对C轴转角进行初次优化处理,得到刀轴数据并遍历;在遍历刀轴数据过程中,采用基于雅克比矩阵条件数的方法检测奇异区域的边界范围;对奇异区域的边界范围内的奇异点及该奇异点附近C角进行二次优化处理,得到新的刀轴数据;对新的刀轴数据中相邻两行的C角变化仍然较大的子区间进行递归插值处理,得到最终的刀轴数据。2.按权利要求1所述的五轴加工奇异区域的处理方法,其特征在于所述二次优化处理包括判断是否有刀具经过奇异点,如果有刀具经过奇异点,则设奇异点前后两点的C值分别为Cl和C2 ; 令奇异点处的C值为3.按权利要求2所述的五轴加工奇异区域的处理方法,其特征在于如果有刀具不经过奇异点,且奇异点前后两点的C角变化超过90°,则通过倾斜刀轴,改变这两点的C角取值,倾斜刀轴的方法为全文摘要本专利技术涉及一种五轴加工奇异区域的处理方法,包括以下步骤建立AC双转台五轴机床的运动学转换关系,在反向运动学变化的同时对C轴转角进行初次优化处理,得到刀轴数据并遍历;在遍历刀轴数据过程中,采用基于雅克比矩阵条件数的方法检测奇异区域的边界范围;对奇异区域的边界范围内的奇异点及该奇异点附近C角进行二次优化处理,得到新的刀轴数据;对新的刀轴数据中相邻两行的C角变化仍然较大的子区间进行递归插值处理,得到最终的刀轴数据。应用本专利技术方法能够有效降低奇异区域内旋转轴的速度突变,降低由此产生的过大非线性误差,提高了加工精度,有效保护机床和工件部件。文档编号B23Q15/013GK102528554SQ20101058123公开日2012年7月4日 申请日期2010年12月9日 优先权日2010年12月9日专利技术者刘峰, 张鸿楠, 林浒, 王峰, 郑飂默 申请人:中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司, 沈阳高精数控技术有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员:林浒刘峰王峰郑飂默张鸿楠
申请(专利权)人:中国科学院沈阳计算技术研究所有限公司沈阳高精数控技术有限公司
类型:发明
国别省市:

网友询问留言 已有0条评论
  • 还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。

1
相关领域技术