[發明專利]曲面零件的數控加工方法、裝置、設備及可讀存儲介質

有效

• 申請號: 202210354522.6
• 申請日: 2022-04-06
• 公開（公告）號: CN114706349B
• 公開（公告）日: 2022-11-25
• 發明（設計）人: 聶明星;萬亞平;周愛君;朱濤;李敏;劉立
• 申請（專利權）人: 南華大學
• 主分類號: G05B19/41
• 分類號: G05B19/41
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 張藝

本發明公開了一種曲面零件的數控加工方法，包括：根據預設加工文件計算目標NURBS曲線的各初始插補點參數矢量，并將其確定為各當前參考插補點參數矢量；根據預設插補周期和下一插補點的目標約束進給速度，計算目標約束進給步長；將其與各當前參考插補點參數矢量輸入至徑向基函數神經網絡插補模型，根據輸出的下一插補點參數矢量計算下一插補點的目標位置，控制目標刀具至目標位置進行零件加工操作；更新各當前參考插補點參數矢量，進行再下一個插補點參數矢量的計算，直至得到的下一插補點參數矢量大于等于預設值。本發明保證了插補點計算精度，提升了刀具參數位置點計算的實時性。本發明還公開了一種裝置、設備及存儲介質，具有相應技術效果。

技術領域

本發明涉及數控加工技術領域，特別是涉及一種曲面零件的數控加工方法、裝置、設備及計算機可讀存儲介質。

背景技術

航空發動機上一些關鍵零部件(如整體葉盤、葉片、渦輪等)，往往具有復雜的空間幾何結構外形，對這些復雜型面零件的加工，尤其是高精密的加工，難度較大。NURBS(Non-Uniform Rational B-Splines，非均勻有理B樣條)刀具軌跡應用于復雜曲面的數控加工可以大幅提高產品的加工精度和效率，能夠實現NURBS插補已經成為衡量數控機床加工能力的主要指標。

由于NURBS曲線不是以弧長為參數的曲線，弧長與參數間具有非線性對應關系。通常只能采用近似的方法，如一階、二階泰勒(Taylor)展開法計算插補步長對應的刀具參數位置點，這種近似一般被認為是造成進給速度波動的主要原因，且求值求導的復雜性會給插補計算帶來巨大的壓力，很難實現NURBS插補的高精度和高實時性并行。

綜上所述，如何有效地解決現有的曲面零件數據加工方法未考慮進給速度波動對插補點計算精度的影響，求值求導的復雜性給插補計算帶來巨大的壓力，刀具參數位置點計算實時性差等問題，是目前本領域技術人員急需解決的問題。

發明內容

本發明的目的是提供一種曲面零件的數控加工方法，該方法在保證插補點計算精度的同時，提升了刀具參數位置點計算的實時性，提高了曲面零件的加工效率；本發明的另一目的是提供一種曲面零件的數控加工裝置、設備及計算機可讀存儲介質。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

一種曲面零件的數控加工方法，包括：

根據獲取到的預設加工文件計算目標曲面零件中目標NURBS曲線的預設數量個初始插補點參數矢量，并將各所述初始插補點參數矢量確定為各當前參考插補點參數矢量；

獲取預設插補周期和所述目標NURBS曲線中下一插補點的目標約束進給速度；

根據所述預設插補周期和所述目標約束進給速度計算下一插補點的目標約束進給步長；

將各所述當前參考插補點參數矢量和所述目標約束進給步長輸入至預訓練得到的徑向基函數神經網絡插補模型，輸出下一插補點參數矢量；

根據所述下一插補點參數矢量計算下一插補點在目標NURBS曲線中的目標位置，并控制目標刀具至所述目標位置對所述目標曲面零件進行加工操作；

從各當前參考插補點參數矢量中選取距離所述下一插補點的最遠的插補點對應的目標插補點參數矢量，并利用所述下一插補點參數矢量替換所述目標插補點參數矢量，重復執行所述獲取預設插補周期和目標NURBS曲線中下一插補點的目標約束進給速度的步驟，直至計算得到的下一插補點參數矢量大于等于預設值。

在本發明的一種具體實施方式中，獲取預設插補周期和所述目標NURBS曲線中下一插補點的目標約束進給速度，包括：

獲取當前機床加減速特性、所述目標NURBS曲線的幾何特性以及指令速度；

根據所述當前機床加減速特性、所述幾何特性以及所述指令速度，確定所述目標NURBS曲線中下一插補點的目標約束進給速度；