[發(fā)明專利]一種五軸數(shù)控加工奇異區(qū)域刀位點(diǎn)優(yōu)化方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201610203592.6
• 申請(qǐng)日: 2016-03-31
• 公開（公告）號(hào): CN105717874B
• 公開（公告）日: 2018-09-07
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 沈昕;孫超;牟文平;彭雨;阮超;王偉;李衛(wèi)東;唐李
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 成都飛機(jī)工業(yè)（集團(tuán)）有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): G05B19/416
• 分類號(hào): G05B19/416
• 代理公司: 成都君合集專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51228
• 代理人: 張鳴潔

1.一種五軸數(shù)控加工奇異區(qū)域刀位點(diǎn)優(yōu)化方法，其特征在于：通過在刀軸終到向量的鄰域內(nèi)對(duì)刀軸終到向量進(jìn)行優(yōu)化得刀軸優(yōu)化后的向量，使刀軸起始向量與刀軸終到向量在以極軸為法向量的平面上投影的夾角θ最小，以減少機(jī)床第一旋轉(zhuǎn)軸的運(yùn)動(dòng)量從而實(shí)現(xiàn)對(duì)奇異區(qū)域的刀具軌跡進(jìn)行優(yōu)化；所述的極軸在刀軸終到向量的鄰域內(nèi)，所述刀軸優(yōu)化后的向量為極軸向量；所述的極軸在刀軸終到向量的鄰域外，所述刀軸優(yōu)化后的向量采用以下步驟計(jì)算確認(rèn)：

(a)進(jìn)行刀軸優(yōu)化分析，確認(rèn)刀軸起始向量、待優(yōu)化向量、優(yōu)化目標(biāo)向量、極軸向量以及刀軸向量偏擺容差Δα；

(b)對(duì)奇異區(qū)域的刀具軌跡在刀軸終到向量的鄰域內(nèi)建立刀軸優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，根據(jù)建立的刀軸優(yōu)化數(shù)學(xué)模型計(jì)算確認(rèn)刀軸優(yōu)化后的向量。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種五軸數(shù)控加工奇異區(qū)域刀位點(diǎn)優(yōu)化方法，其特征在于：所述的步驟(a)中刀軸起始向量為現(xiàn)刀軸向量，待優(yōu)化向量為刀軸終到向量，以前一刀軸向量作為優(yōu)化目標(biāo)向量，并以加工表面輪廓誤差為依據(jù)確定刀軸向量偏擺容差Δα。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種五軸數(shù)控加工奇異區(qū)域刀位點(diǎn)優(yōu)化方法，其特征在于：所述的刀軸向量偏擺容差Δα根據(jù)用戶需要設(shè)定為小于0.05度以內(nèi)的數(shù)值。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種五軸數(shù)控加工奇異區(qū)域刀位點(diǎn)優(yōu)化方法，其特征在于：所述的步驟(b)中刀軸終到向量的鄰域?yàn)橐源齼?yōu)化向量作為中心線、以待優(yōu)化向量與極軸向量的交點(diǎn)作為原點(diǎn)、以刀軸向量偏擺容差Δα為半頂角的錐形空間。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種五軸數(shù)控加工奇異區(qū)域刀位點(diǎn)優(yōu)化方法，其特征在于：所述的步驟(b)中在刀軸終到向量的鄰域內(nèi)建立刀軸優(yōu)化數(shù)學(xué)模型，進(jìn)一步包括：

(b.1)過極軸作兩個(gè)平面與錐形空間相切，所形成的切線向量分別為V^-和V⁺；

(b.2)確定待優(yōu)化向量與切線V^-和V⁺在以極軸為法向量的平面上投影的夾角分別為Δγ和－Δγ；

(b.3)確定待優(yōu)化向量與優(yōu)化目標(biāo)向量在以極軸為法向量的平面上投影的夾角θ；

(b.4)比較Δγ與θ、－Δγ與θ，確認(rèn)刀軸優(yōu)化后的向量。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種五軸數(shù)控加工奇異區(qū)域刀位點(diǎn)優(yōu)化方法，其特征在于：所述的步驟(b.4)中比較Δγ與θ、－Δγ與θ以確定刀軸優(yōu)化后的向量進(jìn)一步包括以下四種情況：

(b4.1)θ＜-Δγ，則刀軸優(yōu)化后的向量為V^-；

(b.4.2)θ＞Δγ，則刀軸優(yōu)化后的向量為V⁺；

(b.4.3)0＜θ＜Δγ，則刀軸優(yōu)化后的向量為：待優(yōu)化向量V⁺與優(yōu)化目標(biāo)向量所在平面及優(yōu)化目標(biāo)向量與極軸向量所在平面兩個(gè)平面的交線；

(b.4.4)-Δγ＜θ＜0，則刀軸優(yōu)化后的向量為：待優(yōu)化向量V^-與優(yōu)化目標(biāo)向量所在平面及優(yōu)化目標(biāo)向量與極軸向量所在平面兩個(gè)平面的交線。