[發明專利]一種對五軸加工刀具平滑加工路徑的方法有效
| 申請號： | 201210157900.8 | 申請日： | 2012-05-21 |
| 公開（公告）號： | CN102707664A | 公開（公告）日： | 2012-10-03 |
| 發明（設計）人： | 丁漢;代云霏;張小明;馬玉皓 | 申請（專利權）人： | 華中科技大學 |
| 主分類號： | G05B19/19 | 分類號： | G05B19/19 |
| 代理公司： | 華中科技大學專利中心 42201 | 代理人： | 朱仁玲 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 加工 刀具 平滑 路徑 方法 | ||
1.一種對五軸加工刀具平滑加工路徑的方法，其特征在于，包括以下步驟：
（1）獲取五軸加工刀具在單位球面上的離散姿態矢量Pi'＝Pi'xi+Pi'yj+Pi'zk與位置矢量，其中i、j和k為基本矢量，Pi′x、Pi′y、Pi′z分別為離散姿態矢量Pi'在X、Y、Z軸三個方向的分量值；
（2）根據離散姿態矢量Pi'獲得變換四元數Qi′；
（3）利用最小二乘法對變換四元數Qi'在四元數空間內進行參數插值優化，以得到優化后的單位四元數Q′i′；
（4）根據優化后的單位四元數Q′i′獲得優化后的離散姿態矢量P′i′，離散姿態矢量P′i′位于單位球面上；
（5）采用最小二乘法對位置矢量進行插值優化；
（6）通過插值優化的位置矢量與優化后的離散姿態矢量獲得平滑的加工路徑。
2.根據權力要求1所述的方法，其特征在于，還包括步驟：在步驟（6）之后，將平滑的加工路徑輸入五軸數控機床，從而實現對工件的加工。
3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，步驟（2）進一步包括：
獲取與離散姿態矢量Pi'xi+Pi′y+jPi和基本矢量i垂直的矢量Si'xi+Si′yj+Si′zk＝i×(Pi′xi+Pi′yj+Pi′zk)＝Pi′yk-Pizj,其中Si′x、Si′y和Si′z是矢量垂直的矢量在X、Y、Z軸三個方向的分量值，將矢量單位化得到：
利用離散姿態矢量Pi'xi+Pi'yj+Pi'zk與基本矢量i間的夾角關系θ得到變換四元數Qi′：
將變換四元數Qi'進一步表示為Qi′＝ai′0+ai′xi+ai′yj+ai′zk，具體為：
對比上述兩個等式中的系數，以得到數集：將該數集擬合成一條曲線。
4.根據權利要求3所述的方法，其特征在于，步驟（3）進一步包括：
用最小二乘法對擬合的曲線進行優化，以得到一條新的曲線；
取該曲線上離散的點集作為優化后的點集；
將優化后的離散點集替換原數集，以得到優化后的一系列Q′i'值：
。
5.根據權利要求4所述的方法，其特征在于，步驟（4）進一步包括：
根據優化后的一系列Q′i'值和姿態變化表達式?獲得優化后的離散姿態矢量P′i′，其中?與Q′i'互為共軛。?
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