一种基于势能场及能量泛函优化的刀具轨迹路径产生方法技术

本发明专利技术公开了一种多轴刀具建立基于能量泛函优化的刀路轨迹计算模型，包括能量泛函、边界条件和行宽约束条件，并采用有限元方法获取刀路轨迹优化计算模型基于三角形离散网格的数值近似计算公式，根据刀路轨迹计算模型得到势能场Ф在每个节点I上的近似计算值φI，截取火山口的等高线，并向加工区域Ω投影，形成等势轮廓线近似轨迹，对得到的等势轮廓线近似轨迹进行平滑和采样，得到从外向内偏置的刀具轨迹轮廓基准线，在刀具轨迹轮廓基准线之间进行线性插值，形成一段螺旋刀轨，然后将所有的螺旋刀轨连成一条螺旋轨迹，并对螺旋轨迹进行曲线拟合，以形成几何二阶连续的B样条曲线刀轨。本发明专利技术可实现高速加工、优化切削力分布，并提高表面加工质量。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于铣削加工领域，更具体地，涉及。
技术介绍
高质量、高效的数控加工要求计算机辅助制造系统(Computer Aided Manufacturing,简称CAM)产生的刀具轨迹具有光滑和行距均勻(即稳定的材料去除率)的特点。利用传统的参数曲面等参线或者轮廓等距偏置方法产生的曲线刀轨在一定程度上能有效控制行距(包括行切，环切等)，但其形状严重受制于加工区域的参数构成或边界形状， 光滑性不好；新发展的曲线轨迹方法如螺旋线加工在加工区域产生类似于电势场的等势轮廓线族，然后通过离散、修正的方式构造尽可能均匀分布的偏置轮廓线，在此基础上形成螺旋线轨迹。这种方法在应用到轮廓外形或者加工区域几何形状特别复杂时，各偏置轮廓线之间的距离变化剧烈，难以产生只需一次进退刀并且行距变化稳定的刀轨。美国专利US6591158B1在加工区域的内外边界设置电荷，并利用计算的电场线作为辅助线来构建偏置轮廓线，进而构造螺旋状刀具轨迹。该方法中对电场线的求解依赖于毛坯与成型零件轮廓上的起始电荷分布。在电荷分布不均的情况下会严重影响所生成的电场辅助线的形状，最终影响刀具轨迹质量，例如造成螺旋刀轨的不均匀。另外本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于势能场及能量泛函优化的刀具轨迹路径产生方法，其特征在于，包括以下步骤：（1）为多轴刀具建立基于能量泛函优化的刀路轨迹计算模型，包括能量泛函、边界条件和行宽约束条件，并采用有限元方法获取刀路轨迹优化计算模型基于三角形离散网格的数值近似计算公式，具体包括以下子步骤：（a）确定多轴刀具的加工区域及其外边界轮廓和内边界轮廓，并用三角形网格对整个加工区域进行网格划分，以构建势能场Ф，其中加工区域及其三角网格划分共具有k个节点，多轴刀具的加工区域上的所有节点集合为Ω，加工区域外边界上的节点集合为Г1，加工区域内边界上的节点集合为Г2，Фi(i＝1,2,...,k)表示加工区域中任意节点i所具有的势...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：李振瀚，颜昌亚，田飞超，杨建中，
申请(专利权)人：武汉华中数控股份有限公司，
类型：发明
国别省市：