[發(fā)明專利]機器人銑削加工刀具路徑C3

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202110016715.6
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112847364B
• 公開（公告）日: 2022-09-30
• 發(fā)明（設計）人: 楊文安;蔡旭林;郭宇
• 申請（專利權）人: 南京航空航天大學
• 主分類號: B25J9/16
• 分類號: B25J9/16;B25J11/00;G05B19/19
• 代理公司: 北京中知法苑知識產(chǎn)權代理有限公司 11226
• 代理人: 李明;趙吉陽

公開了一種機器人銑削加工刀具路徑C³連續(xù)的在線實時解析光順方法，包括以下步驟：在笛卡爾坐標系下對刀尖點位置與刀軸矢量方向的坐標進行定義；構建帶有調節(jié)參數(shù)的C³連續(xù)Catmull?Rom樣條，用于刀具路徑光順；利用所構建的帶有調節(jié)參數(shù)的Catmull?Rom樣條分別對原始離散刀尖點位置和刀軸矢量方向進行光順處理；評估光順刀尖點位置和刀軸矢量方向與原始路徑之間的偏差，并基于此構建偏差評估指標，對C³連續(xù)Catmull?Rom樣條中調節(jié)參數(shù)的優(yōu)化，實現(xiàn)該偏差的最小化；基于Catmull?Rom樣條的局部性對光順后的刀尖點位置樣條和刀軸矢量方向樣條進行同步化處理；構建基于Catmull?Rom樣條的參數(shù)化光順刀具路徑實時插補算法，對光順后的刀具路徑進行實時精確插補，以生成加工命令。

技術領域

本發(fā)明屬于機器人數(shù)控加工領域，涉及到一種多軸加工系統(tǒng)離散刀具路徑C³連續(xù)解析光順方法和一種實時精確插補方法，特別涉及一種機器人銑削加工刀具路徑C³連續(xù)的在線實時解析光順方法。

背景技術

多軸加工為航空航天、生物醫(yī)藥、模具生產(chǎn)等工業(yè)中自由曲面零件的制造提供了高效的方法。為了加工出這些零件，在給定進給速度下的刀具必須沿著商用CAD/CAM系統(tǒng)生成的刀位坐標點進行運動。傳統(tǒng)的方法是沿著這些刀位點進行線性插補，即生成逼近原始形狀的小線段加工程序，并以此作為數(shù)控系統(tǒng)的輸入代碼。

工業(yè)機器人因其工作空間大、靈活性強、投資成本低以及配置柔性高等優(yōu)勢，使得機器人加工成為大型復雜曲面零件加工的一種新的技術途徑。目前在大型復雜曲面零件的造型設計中，參數(shù)樣條被越來越廣泛的應用，然而大多數(shù)可用于數(shù)控加工刀具路徑生成的商用 CAM軟件所生成的路徑是離散微線段，而非樣條曲線，直接導致了加工程序量大、加工速度低下、速度波動大、加工質量惡化等缺陷，已經(jīng)成為了當前數(shù)控加工效率及精度提升的一大瓶頸。此外，由于目前大多加工路徑插補方法復雜且耗時，一般為離線計算，因此極大地降低了加工效率。

為解決上述問題，進而實現(xiàn)大型復雜曲面零件的高效高精加工。近年來，大量的光順路徑生成及離散線性路徑光順方法及技術被提出，大致可分為全局光順和局部光順兩種類型。然而，由于全局光順方法存在誤差難以控制，算法復雜及計算耗時較長的問題，難以應用于實時高精加工過程。因此，局部光順方法因其原理簡單、誤差易于控制以及計算實時性好的優(yōu)點，被越來越廣泛地研究。