本發(fā)明涉及一種五軸數(shù)控機(jī)床刀具軌跡的光順?lè)椒ǎ摲椒ㄊ紫扔?jì)算刀尖與刀軸軌跡控制點(diǎn)到頂點(diǎn)的最大距離；然后計(jì)算刀尖與刀軸軌跡控制點(diǎn)到頂點(diǎn)的最大距離與直線段長(zhǎng)度的最小公共比例；接著針對(duì)不同長(zhǎng)度的直線段分別采用三段、兩段和一段B樣條進(jìn)行替換，并計(jì)算B樣條的控制頂點(diǎn)；最后根據(jù)控制頂點(diǎn)計(jì)算刀尖與刀軸B樣條曲線上的點(diǎn)，得到光順后的五軸軌跡。本發(fā)明通過(guò)將不同長(zhǎng)度的直線段分別采用三段、兩段和一段B樣條進(jìn)行替換，實(shí)現(xiàn)了將所有直線段光順為一整條刀尖B樣條軌跡和刀軸B樣條軌跡，無(wú)需縮短B樣條來(lái)避免相鄰拐角重疊，可以用于數(shù)控機(jī)床的軌跡預(yù)處理，實(shí)現(xiàn)五軸短直線段軌跡的高效率加工。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于機(jī)電控制技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種五軸數(shù)控機(jī)床刀具軌跡的光順?lè)椒ǎ貏e涉及一種針對(duì)數(shù)控機(jī)床五軸短直線段軌跡的高加工效率的實(shí)時(shí)光順?lè)椒ā?/p>

背景技術(shù)

文獻(xiàn)1“S.Tajima,B.Sencer,Accurate real-time interpolation of 5-axistool-paths with local corner smoothing,International Journal of Machine Toolsand Manufacture 142(2019) 1-15.”公開(kāi)了一種使用FIR濾波器來(lái)實(shí)現(xiàn)五軸拐角光順的方法。該方法通過(guò)使用FIR濾 波器為每個(gè)直線段生成躍度有界的速度曲線，然后將相鄰直線段的速度曲線重疊來(lái)實(shí) 現(xiàn)光滑過(guò)渡。該方法能有效提升五軸長(zhǎng)直線段軌跡的加工效率，但由于重疊的長(zhǎng)度受 到運(yùn)動(dòng)學(xué)約束的限制，該方法無(wú)法充分提高五軸短直線段軌跡的加工效率。

文獻(xiàn)2“J.Huang,X.Du,L.-M.Zhu,Real-time local smoothing for five-axislinear toolpath considering smoothing error constraints,International Journalof Machine Tools and Manufacture 124(2018)67-79.”公開(kāi)了一種基于三次B樣條的五軸軌跡光順?lè)椒ā?該方法通過(guò)使用三次B樣條橋接相鄰直線段，并將剩余直線段轉(zhuǎn)為B樣條來(lái)獲得G²連續(xù) 的刀尖與刀軸軌跡。對(duì)于短直線段軌跡，該方法需要縮短插入的B樣條來(lái)避免相鄰拐 角重疊，從而增大拐角曲率，降低加工效率。因此該方法無(wú)法充分提高五軸短直線段 軌跡的加工效率。

以上文獻(xiàn)的典型特點(diǎn)是：均無(wú)法通過(guò)光順來(lái)實(shí)現(xiàn)五軸短直線段軌跡的高效率加工。

發(fā)明內(nèi)容

要解決的技術(shù)問(wèn)題

為了克服現(xiàn)有拐角光順?lè)椒ǔ浞痔岣呶遢S短直線段軌跡的加工效率的問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種針對(duì)五軸短直線段軌跡的高加工效率的實(shí)時(shí)光順?lè)椒ā?/p>

技術(shù)方案

一種五軸數(shù)控機(jī)床刀具軌跡的光順?lè)椒ǎ涮卣髟谟诓襟E如下：

步驟1：計(jì)算刀尖軌跡第k個(gè)拐角處控制點(diǎn)到頂點(diǎn)的最大距離：

其中，為刀尖軌跡的光順公差，為刀尖軌跡第k個(gè)拐角的角度；

步驟2：計(jì)算刀軸軌跡第k個(gè)拐角處控制點(diǎn)到頂點(diǎn)的最大距離：

其中

其中，為刀軸軌跡的光順公差，為刀軸軌跡第k個(gè)拐角的角度，O_k-1、O_k和O_k+1分別為刀軸軌跡第k-1、第k和第k+1個(gè)刀軸矢量，||·||為求模運(yùn)算；

步驟3：計(jì)算刀尖軌跡第k段直線上第二個(gè)控制點(diǎn)到頂點(diǎn)的距離與該直線長(zhǎng)度的比例：