基于单位球面生成的等距双NURBS刀具路径规划

目前由离散刀位点数据生成的2条NURBS曲线刀具路径中,刀轴点NURBS曲线与刀具中心点NURBS曲线间距有可能存在不相等的问题,提出一种单位球面下优化刀轴矢量NURBS曲线的方法,用以解决生成的等距双NURBS刀具路径中2条NURBS曲线间距有可能不相等的问题。算例表明,本算法可以对工件坐标系下的线性刀路进行光顺,确保双NURBS样条曲线的间距相等。

五轴变权重等距双NURBS刀具路径平滑算法

针对计算机辅助制造系统(CAM)生成的五轴线性刀具路径仅满足G0连续从而影响加工精度和工件表面质量的问题,提出了一种使用模拟退火优化控制点权重的等距双NURBS路径平滑方法。基于线性路径的夹角,将线性刀具路径分为局部平滑段和整体平滑段,选取辅助控制点实现不同平滑方式得到的NURBS路径的G2连续性。刀尖路径和刀轴路径采用相同参数,使用模拟退火分别优化刀尖和刀轴路径的控制点权重,得到满足位置误差要求的等距双NURBS路径。经过仿真分析和实验加工验证了该方法平滑刀具路径的有效性。

面向数控机床的等距双NURBS刀具轨迹插补技术

五轴数控机床具备两个旋转轴,加工柔性好、加工效率高,但同时其几何误差与空间误差存在复杂耦合关系,导致刀具的运动精度较差。为了保持刀具具有较为精准的运动轨迹,提出面向数控机床的等距双NURBS刀具轨迹插补技术。考虑到待切削工件表面的形状和特性,通过线性微分方程精确地描述待切削工件复杂的三维曲面形状,并利用初始插值点权重改变初始插值点的位置和权重,生成平滑度较高的刀具路径。在此基础上,通过NURBS曲线参数推导,实现五轴数控切削加工刀具轨迹插补。实验结果表明:设计的刀轨控制方法可以将刀轴点轨迹误差控制在-2×10^(-3)mm~2×10^(-3)mm之间,且控制精度高、效果好。可以实现刀具的精确运动和姿态调整。