[發明專利]一種基于運動旋量的五軸加工刀具包絡面計算方法有效
| 申請號： | 202011260641.2 | 申請日： | 2020-11-12 |
| 公開（公告）號： | CN112464399B | 公開（公告）日： | 2022-04-22 |
| 發明（設計）人： | 閆蓉;彭芳瑜;吳嘉偉;孫朝陽;唐小衛;朱澤潤 | 申請（專利權）人： | 華中科技大學 |
| 主分類號： | G06F30/17 | 分類號： | G06F30/17;B23Q15/22;G06F119/14 |
| 代理公司： | 華中科技大學專利中心 42201 | 代理人： | 李智 |
| 地址： | 430074 湖北*** | 國省代碼： | 湖北;42 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 一種 基于 運動 加工 刀具 包絡 計算方法 | ||
1.一種基于運動旋量的五軸加工刀具包絡面計算方法，其特征在于，包括：
將所述刀具的空間運動分解為刀具以固定傾角沿刀路曲線所作的進給運動和刀具的傾角變化引起的姿態變動，利用Frenet標架對所述進給運動和所述姿態變動建模，得到進給坐標系中刀刃微元Q在ti時刻由于進給運動產生的第一瞬時速度和由于姿態變動產生的第二瞬時速度，將所述第一瞬時速度和所述第二瞬時速度之和作為進給坐標系中刀刃微元Q在運動旋量[VF]作用下的第三瞬時速度vF；
計算進給坐標系中所述刀刃微元Q在所述運動旋量[VF]作用下的角速度ωF，從而得到所述刀具在進給坐標系中的運動旋量[VF]為[VF]＝(vF,ωF)；將所述運動旋量[VF]變換至刀具坐標系下，得到所述刀刃微元Q在刀具坐標系下的運動旋量[VT]；
在t∈[ti,ti+1]的情況下，計算刀具坐標系中刀刃微元Q在所述運動旋量[VT]的作用下經歷時間t后所移動到的位置點坐標，以計算所述刀具在ti～ti+1時間段內做旋量運動的包絡面，將其離散化，得到刀具坐標系中所述刀具在ti～ti+1時間段內的包絡面點簇并將包絡面點簇轉換至工件坐標系中，得到工件坐標系統中所述刀具在ti～ti+1時間段內的包絡面點簇Πi(WCS)；將工件坐標系中所述刀具在各時間段內的包絡面點簇集合起來，得到所述刀具在整條道路曲線上的完整包絡面。
2.如權利要求1所述的基于運動旋量的五軸加工刀具包絡面計算方法，其特征在于，進給坐標系中刀刃微元Q在ti時刻由于進給運動產生的第一瞬時速度為：
其中，vf為所述刀具的進給速率；Ki和τi分別表示刀路曲線在ti時刻的曲率和撓率；θi表示ZF(i)軸繞αi旋轉至γi所歷經的角度，αi和γi分別表示所述刀路曲線在OF(i)點的切矢和副法矢，OF(i)為ti時刻的刀觸點，sθi和cθi分別表示sinθi和cosθi，表示的θi變化率；(xF,yF,zF,1)為刀刃微元Q在FCS(i)中的坐標，FCS(i)為OF(i)處的進給坐標系，ZF(i)表示進給坐標系FCS(i)的坐標軸。
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