[發明專利]一種基于運動卡的數控倒角參數化編程加工方法

有效

• 申請號: 201911291216.7
• 申請日: 2019-12-16
• 公開（公告）號: CN110968042B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 洪榮晶;張亞斌
• 申請（專利權）人: 南京工業大學;南京工大數控科技有限公司
• 主分類號: G05B19/4103
• 分類號: G05B19/4103
• 代理公司: 北京卓嵐智財知識產權代理有限公司 11624
• 代理人: 蔣真

1.一種基于運動卡的數控倒角參數化編程加工方法，其特征在于包括以下步驟：

步驟(1)設置參數：

設置參數模塊中，包括機床參數設置、齒輪參數設置、刀具參數設置和加工參數設置，參數設定選擇為加工記錄，或添加新的參數記錄；

步驟(2)數值仿真：

根據輸入的參數，進行數值仿真，繪制出加工齒形；

步驟(3)帶入NURBS曲線插補算法：

步驟(4)生成加工程序：

由機床參數確定各軸偏置參數，由輸入齒輪基本參數確定其余齒輪參數，由齒輪參數和刀具參數帶入加工模型計算出的走到軌跡的四個關鍵點，由加工參數和刀具齒坯運動數學模型確定刀具、工件轉速、粗精切進給量與走刀數目；

由操作人員檢查在顯示屏上檢查生成的數控程序，選擇修改或保存入系統進行加工；所述步驟(3)帶入NURBS曲線插補算法具體包括如下步驟：

插補過程中帶入了自己設計的非均勻有理B樣條曲線插補算法，考慮到運動卡的內存問題，將曲線分段分塊插補；參數計算過程中直接約束誤差得到參數的增量，再將插補步長轉成參數增量過程中采用四階龍格-庫塔的算法去計算結果；利用反差法代替求導過程，大大減少了計算量，完成將軌跡空間中的進給步長Δl轉化為一維空間的增量Δ(u_i)，參數增量可由下式推導出：

在進行插補軌跡路線計算時，首先用矩陣的形式將NURBS曲線表示出來，然后將得到的增量帶入到矩陣中進行計算；對于任意一個NURBS曲線塊，可由矩陣表示為：

其中：

/

則上式(2)可重寫為：

上式(3)中所有的系數都可以由給出的權重因子、控制點和節點矢量確定出來；因此它可以在插補前計算出所有的系數，節省計算時間，更高效的完成插補軌跡的計算；

在進行速度處理時基于弦高誤差和機床的加速度去約束進給過程中的刀具進給速度，得到一個最合理的進給速度；在每一個插補周期內，弦高誤差均可表示為：

由于Δl_i＝v_iT(T為插補周期)，則上式為：

可以得到基于弦高誤差的速度處理方法：

在曲線插補過程中，加速度過大會降低機床相應零部件的使用壽命，因此進給速度的處理也要考慮到加速度；由相關物理學知識可得：

結合等式(5)，可得：

假設機床設定的最大安全進給加速度為a_max，則

因此在實際生產生產中，弦高誤差既要滿足等式(4)又要滿足于式(9)；因此根據式(9)和機床最大弦高誤差δ_max選定一個最大允許的弦高誤差值δ_max,i，則進給速度V_i為

2.根據權利要求1所述的基于運動卡的數控倒角參數化編程加工方法，其特征在于所述機床參數包括機床型號、機床各軸偏置參數；

齒輪參數包括齒輪名稱、齒輪類型、螺旋角類型、模數、齒數、壓力角、變位系數、頂高系數、頂隙系數、螺旋角、允許誤差、齒頂圓半徑、齒根圓半徑、齒輪寬度。

3.根據權利要求1所述的基于運動卡的數控倒角參數化編程加工方法，其特征在于所述刀具參數包括刀具名稱、距離長度、外徑(D)、圓弧半徑(R)、頂部直徑(d1)、角度、線速度、刀具刃數、每齒進給量。

4.根據權利要求1所述的基于運動卡的數控倒角參數化編程加工方法，其特征在于所述加工參數包括法向刀具偏移、軸向切入深度、軸向實際切入深度、上端面試倒、下端面試倒、上下端面試倒。

5.根據權利要求1所述的基于運動卡的數控倒角參數化編程加工方法，其特征在于所述倒角參數包括倒角起始齒槽編號、倒角齒槽數、下端面齒廓單獨調整量。