[發明專利]一種慢刀伺服刀具路徑及其設計方法

有效

• 申請號: 202010695156.1
• 申請日: 2020-07-19
• 公開（公告）號: CN111880472B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 陳寶華;唐運海;吳泉英;范君柳
• 申請（專利權）人: 蘇州科技大學
• 主分類號: G05B19/19
• 分類號: G05B19/19
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種慢刀伺服刀具路徑設計方法，其特征在于：所述的刀具路徑分成有效路徑和過渡路徑；所述的有效路徑即被加工工件的切削區，切削區內刀具相對于被加工件作直線運動；所述的過渡路徑即非切削區，在非切削區，刀具沿從切削區的上一條直線的終點到下一條直線起點平滑變化曲線運動；所述的路徑設計方法特征在于包括如下步驟：

1)在柱面坐標系{θ,ρ,z}中，極角θ從0到2π為路徑的一個周期，有效路徑的極徑為

ρ_E(n,θ)＝dsecθ(θ≤θ₁orθ≥θ₂) (1)，

其中，d＝d₀-nh為有效路徑到C軸旋轉中心的距離，d₀是被加工件最外邊緣到C軸旋轉中心的距離，h為路徑間距，n＝0,1,2,3,…為路徑周期序號，θ₂和θ₁分別為有效路徑的起始極角和結束極角，O_C為C軸旋轉中心，有效路徑為一系列相互平行的直線，根據直角三角形幾何關系，有

其中，l為有效路徑的長度；

2)過渡路徑的極徑為ρ_T(n,θ)，

其中，n＝0,1,2,3,…為路徑周期序號，c_m為多項式系數，過渡路極徑ρ_T(n,θ)受以下條件約束

ρ_T(n,θ₁)＝ρ_E(n,θ₁) (5)，

ρ_T(n,θ₂)＝ρ_E(n+1,θ₂) (6)，

公式(3)至公式(8)組成一個關于過渡路徑的極徑多項式系數c_m的線性方程組，整理成矩陣形式為

解方程組(11)可得過渡路徑的極徑多項式系數c_m，從而得到過渡路徑的極徑ρ_T(n,θ)，過渡路徑位于非切削區，刀具沿從切削區的上一條直線的終點到下一條直線起點平滑變化曲線運動；

3)計算單點金剛石刀具路徑z_E的值，有效路徑z_E可以表示為，

z_E(n,θ)＝f(θ,ρ_E) θ≤θ₁orθ≥θ₂ (12)，

其中，n＝0,1,2,3,…為路徑周期序號，f(θ,ρ_E)為柱面坐標形式的待加工表面矢高函數，進一步計算過渡路徑的z_T值，