[发明专利]五轴多行侧铣加工刀位规划方法

权利要求书

1.一种五轴多行侧铣加工刀位规划方法，其特征在于，包括如下步骤： 

步骤1：根据双参数球族包络理论，推导出相邻两行刀具包络曲面的切向连续条件，即第二行中的刀心参考点位置唯一确定，刀轴方向需要一个线性约束； 

步骤2：利用曲面参数线分割设计曲面，得到多片目标曲面； 

步骤3：利用五轴侧铣加工刀具路径整体优化方法规划第一片目标曲面的刀具轴迹面； 

步骤4：在第一片目标曲面的刀具轴迹面顶部曲线上采样点，计算第二片目标曲面的离散刀位的刀心参考点； 

步骤5：根据刀轴方向的线性约束，计算离散刀位的刀轴方向； 

步骤6：插值离散刀位得到第二片目标曲面的初始刀具轴迹面； 

步骤7：建立五轴多行侧铣加工刀具路径规划模型，用序列线性规划法求解该模型，得到优化后的第二片目标曲面的轴迹面，进而输出APT文件。 

2.根据权利要求1所述的五轴多行侧铣加工刀位规划方法，其特征在于，所述步骤1包括如下步骤： 

步骤1.1：根据双参数球族包络理论，将相邻两行刀具包络面表示为， 

X⁽ⁱ⁾(a,t)＝S⁽ⁱ⁾(a,t)+r(a)n⁽ⁱ⁾(a,t),(a,t)∈[a₀,a₁]×[t₀,t₁],i＝1,2  (1) 

其中X⁽ⁱ⁾(a,t)表示刀具包络面，S⁽ⁱ⁾(a,t)表示刀具轴迹面，n⁽ⁱ⁾(a,t)表示包络面的法向量，r(a)为球半径，a，t为曲面参数，a₀，a₁分别为参数a的取值范围，t₀，t₁分别为参数t的取值范围，另外， 

S_a⁽ⁱ⁾·n⁽ⁱ⁾＝-r_a,S_t⁽ⁱ⁾·n⁽ⁱ⁾＝0  (2) 

其中S_a⁽ⁱ⁾，r_a分别表示刀具轴迹面对参数a求偏导和球半径对参数a求偏导，S_t⁽ⁱ⁾表示刀具轴迹面对参数t求偏导，n⁽ⁱ⁾为曲面法向量； 

步骤1.2：将相邻两行刀具包络面的切向连续条件表示为， 

其中，X⁽¹⁾(a₁,t)为第一片包络曲面的顶端曲线，X⁽²⁾(a₀,t)为第二片包络曲面的底端曲线，n⁽¹⁾(a₁,t)为第一片包络曲面在参数(a₁,t)处的法向量，n⁽²⁾(a₀,t)为第二片包络曲面在参 数(a₀,t)处的法向量； 

步骤1.3：联立式(1)、(2)和(3)可得 

S⁽²⁾(a₀,t)＝S⁽¹⁾(a₁,t)+[r(a₁)-r(a₀)]n⁽¹⁾(a₁,t)  (4) 

其中，S⁽²⁾(a₀,t)为第二行刀具轴迹面的底端曲线，S⁽¹⁾(a₁,t)为第一行刀具轴迹面的顶端曲线，r(a₁)为刀具在a₁参数处的球半径，r(a₀)为刀具在参数a₀处的球半径。 

3.根据权利要求1所述的五轴多行侧铣加工刀位规划方法，其特征在于，所述设计曲面为已知的待加工曲面的CAD模型。 

4.根据权利要求2所述的五轴多行侧铣加工刀位规划方法，其特征在于，步骤4中根据公式(4)计算第二片目标曲面的离散刀位的刀心参考点。