[發(fā)明專利]一種基于側(cè)銑加工的工件表面形貌的預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711353978.6
• 申請日: 2017-12-15
• 公開（公告）號: CN108127481B
• 公開（公告）日: 2019-11-29
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 劉志兵;趙軻;趙文祥;王西彬;籍永建;黃濤;張路;陳掣;陳暉;王康佳
• 申請（專利權(quán)）人: 北京理工大學
• 主分類號: B23Q17/20
• 分類號: B23Q17/20;B23C3/00
• 代理公司: 11120 北京理工大學專利中心
• 代理人: 郭德忠;仇蕾安<國際申請>=<國際公布>

1.一種基于側(cè)銑加工的工件表面形貌的預(yù)測方法，其特征在于，具體步驟如下：

第一步，通過刀具對工件進行側(cè)銑加工，并測得實時加工過程中工件的表面形貌數(shù)據(jù)；

第二步，建立工件的側(cè)銑加工的仿真模型，包括：工件模型、刀具模型、控制模塊、運動模塊及輸入輸出模塊；

第三步，通過輸入輸出模塊輸入第一步中的刀具的模型數(shù)據(jù)和第一步中的刀具的加工參數(shù)后，通過運動模塊和控制模塊控制刀具模型對工件模型進行側(cè)銑加工，該側(cè)銑加工與第一步中刀具對工件的側(cè)銑加工相同，側(cè)銑加工完畢后，得到工件模型的表面形貌數(shù)據(jù)；

第四步，將第一步中測得的實時加工過程中工件的表面形貌數(shù)據(jù)與第三步中的工件模型的表面形貌數(shù)據(jù)進行比對，并獲取兩者差值數(shù)據(jù)作為實驗隨機表面形貌數(shù)據(jù)；

第五步，根據(jù)概率統(tǒng)計方法、皮爾遜分布簇及隨機數(shù)對第四步的實驗隨機表面形貌數(shù)據(jù)進行處理，得到表面形貌預(yù)測隨機模型；

第六步，根據(jù)工件模型的表面形貌預(yù)測隨機模型，通過改變仿真模型中的加工參數(shù)，能夠獲得該加工參數(shù)對應(yīng)的實際側(cè)銑加工中工件的表面形貌數(shù)據(jù)，即對工件表面形貌進行預(yù)測。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于側(cè)銑加工的工件表面形貌的預(yù)測方法，其特征在于，在第一步中，通過接觸式輪廓儀測得實時加工過程中工件的表面形貌數(shù)據(jù)。

3.如權(quán)利要求1所述的一種基于側(cè)銑加工的工件表面形貌的預(yù)測方法，其特征在于，在第二步中，

所述工件模型通過模擬第一步中的工件得到；所述工件模型位于工件坐標系中，工件坐標系用于定位工件模型的位置，通過dexel線條將工件模型進行劃分，每一條dexel線條有起始點和終止點；

所述刀具模型通過模擬第一步中的刀具得到；所述刀具模型位于刀具坐標系中，刀具坐標系用于定位刀具模型的位置，且刀具模型和工件模型的位置關(guān)系與第一步中的刀具和工件的位置關(guān)系相同；

所述控制模塊包括：軸運動控制和仿真參數(shù)設(shè)置；所述軸運動控制為刀具模型的運動控制，包括刀具模型的轉(zhuǎn)動和平移；所述仿真參數(shù)設(shè)置包括：刀具模型的加工參數(shù)、刀具模型的運動參數(shù)、刀具模型的控制參數(shù)、dexel的線條數(shù)目及離散時間；其中，所述加工參數(shù)包括切削深度a_p、進給量f_z及切削寬度a_e；

所述運動模塊用于帶動刀具模型運動進而與工件模型發(fā)生相對運動，在刀具模型與工件模型的相對運動過程中，刀具模型與dexel線條接觸，并切割dexel線條，被切割后的dexel線條形成新的起始點和終止點；

所述輸入輸出模塊用于數(shù)據(jù)的輸入和輸出；輸入數(shù)據(jù)包括工件的模型數(shù)據(jù)和刀具的模型數(shù)據(jù)；輸出數(shù)據(jù)為被切割后的dexel線條形成新的起始點和終止點的坐標。

4.如權(quán)利要求3所述的一種基于側(cè)銑加工的工件表面形貌的預(yù)測方法，其特征在于，通過激光掃描儀對第一步中的刀具進行掃描而獲得點云數(shù)據(jù)，點云數(shù)據(jù)經(jīng)坐標變換由直角坐標變換為極坐標，進而得到刀具的模型數(shù)據(jù)。

5.如權(quán)利要求3所述的一種基于側(cè)銑加工的工件表面形貌的預(yù)測方法，其特征在于，仿真參數(shù)設(shè)置中的dexel的線條數(shù)目及離散時間可根據(jù)設(shè)定需求的預(yù)測精度和工作效率進行調(diào)整。

6.如權(quán)利要求3所述的一種基于側(cè)銑加工的工件表面形貌的預(yù)測方法，其特征在于，在仿真模型的側(cè)銑加工過程中，刀具模型與工件模型發(fā)生相對運動，刀具模型與dexel線條接觸，并切割dexel線條，被切割后的dexel線條形成新的起始點和終止點；通過輸入輸出模塊輸出被切割后的dexel線條形成新的起始點和終止點的坐標，進而獲取工件模型的表面形貌數(shù)據(jù)。

7.如權(quán)利要求1所述的一種基于側(cè)銑加工的工件表面形貌的預(yù)測方法，其特征在于，工件模型的表面形貌數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點個數(shù)與第一步中的工件的表面形貌數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)點個數(shù)相同。