[發明專利]基于NC程序的腹板折線進刀參數優化方法

有效

• 申請號: 201711328256.5
• 申請日: 2017-12-13
• 公開（公告）號: CN108021093B
• 公開（公告）日: 2020-01-17
• 發明（設計）人: 周敏
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 11248 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙)
• 代理人: 李彬;徐林

本發明屬于數控加工自動編程技術領域，涉及一種基于NC程序的腹板折線進刀參數優化方法。該方法包括：A.折線擺動進刀段識別，B.折線擺動水平長度判斷和優化，C.折線擺動角度優化。應用本發明提出的基于NC程序的腹板折線進刀參數優化方法，可以在NC程序對應的Process文件缺失、缺少零件模型的輪廓信息的情況下，利用NC程序中機床位置坐標，按機床插補方式繪制機床坐標運動軌跡來模擬腹板輪廓，針對腹板折線進刀中存在的問題，提出基于包絡面的可加工區域模擬，采用內接圓法計算折線在可加工區域的有效區間，針對折線擺動水平長度和角度不合理的問題，分別進行優化，從而實現了直接在原有NC加工程序上對折線擺動參數進行校正優化。

技術領域

本發明屬于數控加工自動編程技術領域，特別涉及一種基于NC程序的腹板折線進刀參數優化方法。

背景技術

飛機結構件中存在大量的槽腔特征，槽腔底面的腹板特征加工方式為槽腔加工操作(Pocketing)，所需的參數主要有策略參數、幾何參數、刀具參數、機床參數和進退刀宏參數。其中，常見的加工宏基本操作有切向運動、軸向運動、圓弧運動、軸向至平面、沿直線運動、螺旋運動、折線擺動等操作。通常加工宏由多個宏操作組合而成，槽加工操作加工腹板普遍采用了軸線運動和折線擺動組合進刀。其中，折線擺動是指刀具以折線螺旋上升/下降方式運動，包含3個參數：上升/下降高度h、折線擺動角度α和折線擺動水平長度l。若進刀宏中折線擺動參數不合理，則會導致采用NC加工程序加工槽腔時出現干涉現象，刀具切削刃切入加工面非切除材料體內產生過切，造成該零件無法正常加工。而在數控加工中，經常缺失與NC加工程序對應的Process文件，使得修改加工參數成為困難。由于NC程序缺乏加工面輪廓必要信息，無法直觀判斷腹板主面折線進刀干涉，工藝員采用加工仿真方式檢測干涉位置，并人工計算校正折線進刀坐標，工作量大且效率低。因此，基于NC程序對腹板折線進刀參數進行優化以避免出現干涉現象十分必要。

發明內容

針對上述技術問題，本發明的目的是提供一種基于NC程序的腹板折線進刀參數優化方法。

為了實現上述目的，本發明提供了如下技術方案：

本發明提供一種基于NC程序的腹板折線進刀參數優化方法，該方法包括如下步驟：

A.折線擺動進刀段識別

獲取NC加工程序中機床位置坐標，按機床插補運算方式繪制機床坐標運動軌跡，將機床坐標運動軌跡識別劃分為進刀段、主面切削段和退刀段；進刀段包括直線進刀段和折線擺動進刀段；

B.折線擺動水平長度判斷和優化

如果折線擺動水平長度l小于折線水平長度最小值l_min，則進行折線擺動水平長度優化，優化后進行下一步折線擺動角度判斷；如果折線擺動水平長度l大于折線水平長度最小值l_min，直接進行下一步折線擺動角度判斷；

C.折線擺動角度優化

如果折線擺動角度α小于等于折線擺動臨界角度α_lim，則直接輸出折線擺動水平長度優化結果；如果折線擺動角度α大于折線擺動臨界角度α_lim，則使用等比壓縮法進行折線擺動角度優化，如果優化后的折線擺動角度α'小于等于折線擺動臨界角度α_lim，則輸出使用等比壓縮法的折線擺動角度優化結果；如果優化后的折線擺動角度α'大于折線擺動臨界角度α_lim，使用增層法對原始折線擺動角度α進行重新優化，然后輸出使用增層法的折線擺動角度優化結果。

所述步驟A中，設機床坐標運動軌跡上點P_i的坐標為(x_i，y_i，z_i)，(i＝1,2…,n)，則折線擺動進刀段識別方法如下：