复杂曲线的数控加工刀具轨迹计算.pptx

计算机辅助制造 1.自由曲线轮廓的刀具轨迹 问题的提出 设计中的自由曲线在计算机中以NURBS表示，在计算机中以节点矢量、控制点集、权矢量的方式存储； 数控系统目前不具备NURBS实时插补功能，只具备直线插补和圆弧插补功能； 加工时须将NURBS离散为一系列直线段或者圆弧段，其中直线离散为主流； 考虑两种情况：1）沿曲线加工；2）沿偏置曲线加工 1.自由曲线轮廓的刀具轨迹 曲线的直线段逼近离散 1）等参数逼近离散 等参数逼近是对曲线参数t进行等距分割 等参数逼近离散的关键是选取合适的步长 步长大，误差大 步长小，效率低 对于采用弦长参数化的自由曲线，效果相对较好 计算流程 有哪些信誉好的足球投注网站满足精度要求的最大步长； 离散求点 顺序相连 1.自由曲线轮廓的刀具轨迹 曲线的直线段逼近离散 2）等步长逼近离散 等参数逼近是等弦长逼近 等步长逼近离散的关键也是选取合适的步长 步长大，误差大 步长小，效率低 计算量大，误差不均匀 等步长逼近方法步骤： 1.求最小的曲率半径； 2.计算允许最大弦长; 3.求解插补点； 1.自由曲线轮廓的刀具轨迹 曲线的直线段逼近离散 3）等误差逼近离散 保证加工误差恒定 加工效果好，但计算复杂 等误差计算步骤： 1.以起点为圆心，以误差为半径做圆； 2.求圆和曲线的共切线； 3.以共切线的斜率，过起点做直线，并与曲线求交； 4.以交点为起点，重复上述步骤。 2.环路的整体干涉及处理 整体干涉的概念 上节中已经讲解过相邻两个图素在公共节点附近可能出现的干涉、分裂情况，称为局部干涉； 当刀具沿某一轮廓的线段偏置线段运动时，还可能与轮廓上的其他线段发生干涉，称为整体干涉； 整体干涉存在时，刀具轨迹出现 自相交而形成偏置环，有的偏置 环是有效环，有的是干涉偏置线 段组成的偏置环。 2.环路的整体干涉及处理 整体干涉的检查 偏置环路线段两两求交检测； 检测分包围盒粗检和相交性精检； 边分裂； 环分裂； 环的有效性判定 3.型腔加工刀具轨迹计算 型腔加工特点 型腔是指具有封闭边界轮廓的平底或者曲底凹坑，可能有一个或多个岛屿； 要求：切净内腔区域的全部面积，不留死角，不伤轮廓，具有高的效率； 基本方法包括：环形进给法和平行进给法。 3.型腔加工刀具轨迹计算 环形进给刀具轨迹的生成 实质上是有型腔轮廓不断偏置产生； 外轮廓向内偏置，岛屿轮廓向外偏置，直至所有环路均为干涉环为止； 环路之间可能有干涉，按照整体干涉的方法处理； 最大偏置距离 3.型腔加工刀具轨迹计算 平行进给刀具轨迹的生成 以一组平行直线段作为加工轨迹 轮廓边界融合：将岛屿与外轮廓融合为一体； 3.型腔加工刀具轨迹计算 平行进给刀具轨迹的生成 区域分界：将融合后的复杂区域分解为一系列沿进给方向单调的凸子区域（可不抬刀连续加工）； 在每个凸子区域内确定起、终刀位和切削行间过渡的刀位序列