[發明專利]一種快速生成五軸刀具姿角可行域的方法

有效

• 申請號: 201210093968.4
• 申請日: 2012-04-01
• 公開（公告）號: CN102621928A
• 公開（公告）日: 2012-08-01
• 發明（設計）人: 傅建中;林志偉;賀永;沈洪垚
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G05B19/18
• 分類號: G05B19/18
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

1.一種快速生成五軸刀具姿角可行域的方法，其特征在于包括如下步驟：

步驟1、輸入待加工零件曲面，在所述待加工零件曲面上均勻設置刀觸點；

步驟2、選擇加工刀具，根據指定的刀具類型和刀具參數建立刀具半徑方程以及刀具位置姿角方程；

步驟3、確定刀觸點刀具姿角可行域；

步驟4、若任意一個刀觸點刀具姿角可行域不存在，則更換一把半徑更小的刀具，返回步驟2；

步驟5、對刀觸點的刀具姿角可行域進行3次B樣條擬合，從而得到刀具姿角可行域表達式；

步驟6、對待加工零件曲面上所有刀觸點快速規劃出無干涉刀具路徑。

2.根據權利要求1所述的快速生成五軸刀具姿角可行域的方法，其特征在于，所述待加工零件曲面包括u，v兩個參數變量，在待加工零件曲面上，沿著v向上均勻取r條等u參數曲線，在每條等u參數線上，沿著v方向上均勻取s個刀觸點，共取出r×s個刀觸點。

3.根據權利要求1所述的快速生成五軸刀具姿角可行域的方法，其特征在于，所述步驟2建立刀具位置姿角方程的步驟包括：

步驟2.1、對于任意刀觸點Q，建立局部坐標系，所述局部坐標系的原點為Q，X軸沿著曲面在該點處的第一主方向，Z軸沿著曲面在該點處的法向，Y軸按照右手法則確定；

步驟2.2、所述刀軸與Z軸夾角為傾斜角β，刀軸在XQY平面內的投影與X軸夾角為旋轉角θ，建立刀軸矢量單位矢量T表達式與刀具中心點表達式。

4.根據權利要求3所述的快速生成五軸刀具姿角可行域的方法，其特征在于，所述步驟3包括步驟：

步驟3.1、對于刀觸點Q判斷刀具是否和曲面干涉，由此來確定旋轉角為θ時無干涉情況下β的上限φ和下限ψ；

步驟3.2、將旋轉角θ∈[0，2π)等分成n份，對于每一個細分θ確定每個θ下β的上下限，得到該刀觸點刀具姿角可行域上下限分別為：

Φ＝(φ₁，φ₂，φ₃，...，φ_n)

Ψ＝(ψ₁，ψ₂，ψ₃，...，ψ_n)

步驟3.3、遍歷每一個刀觸點，得到每一個刀觸點刀具姿角可行域。

5.根據權利要求4所述的快速生成五軸刀具姿角可行域的方法，其特征在于，所述步驟3.1包括：

步驟3.1.1、將待加工零件曲面離散成點云模型；

步驟3.1.2、判斷離散點云中所有點和刀具是否干涉，若干涉則調整刀具傾斜角，直至不干涉，并記錄不干涉情況下傾斜角的范圍。