[发明专利]一种曲面动态补偿雕刻的路径生成方法

说明书

公开了一种机械制造中复杂曲面的数控铣切雕刻加工自动化智能补偿编程方法，包括以下步骤：1）测量补偿加工初始编程系统的构建及初始化；2）动态编程坐标系的建立；3）测量曲面，构建实际雕刻曲面；4）根据动态编程坐标系，对理论曲面雕刻程序进行坐标变换，计算加工刀具轨迹元素点的坐标；5）程序变换，得到实际加工的NC程序。本发明中所述的数控铣切雕刻加工自动化智能补偿编程，利用测头针对每个零件的形状和定位情况，动态测量构建加工坐标系和进行程序的补偿变换，快速地进行补偿雕刻加工，提高了数控程序的曲面雕刻加工精度和编制效率。

技术领域

本发明涉及机械制造中复杂曲面的数控铣切雕刻加工自动化智能补偿编程方法，特别涉及一种精密雕刻的数控铣削加工的智能化和自动化的编程方法。本方法属于机械制造中的数控加工工艺与编程学科技术领域。

背景技术

数控加工以其高效率和高精度在现代制造中获得了广泛的应用，零件在进行数控加工时，首先要建立几何模型，而后编制数控加工程序，数控程序编制的效率和质量决定了产品的生产效率和质量。

曲面形状广泛存在于数控加工零件的结构上，特别是一些工艺品零件需要在成形曲面的表面进行雕刻加工，由于零件的定位误差、曲面的变形和曲面形状的制造误差，使雕刻的深浅出现偏差，导致零件曲面的雕刻质量差，不能满足产品的加工要求，需要研究曲面雕刻零件的加工工艺方法，需要进一步研究适合曲面零件雕刻的数控程序刀具轨迹生成方式。

曲面零件的定位困难，零件本身的形状复杂，尺寸公差小，再加上零件变形的影响，导致已经在理论数学模型上编制好的数控加工程序不能使用，即使个别位置能够加工出来雕刻的形状，总体的尺寸和精度也不能满足使用要求；每个零件的状态都不同，因此针对每个零件均需要进行加工程序的调整，否则加工质量则不合格。

总结已有的工程实践，需要研究曲面的动态补偿刀具轨迹路径生成方法，解决单个零件曲面状态各异的数控程序编制问题，进而提高精密曲面雕刻的加工精度和效率。

发明内容

发明目的：本发明要解决的技术问题是曲面铣切雕刻的加工程序的编制质量和效率问题，能够以变化的单个曲面的形状差异为基础，研究零件数控雕铣加工的补偿编程问题，进而提高加工质量和效率，缩短整个产品的生产时间，提高企业的经济效益。

技术方案：本发明所叙述的一种曲面铣切雕刻加工自动化智能动态补偿编程方法，是在当前的自动化加工编程技术的基础上应用的新方法，利用机床上测头对每个零件进行测量，快速地编制测量补偿数控铣削雕刻加工程序，提高了数控程序的编制效率和零件的加工效率，包括以下步骤：

步骤1：测量补偿加工原始编程系统的构建及初始化；

步骤2：动态编程坐标系的建立；

步骤3：测量曲面，构建实际雕刻曲面；

步骤4：根据动态编程坐标系，对理论曲面雕刻程序进行坐标变换，计算加工刀具轨迹元素点的坐标；

步骤5：程序变换，得到实际加工的NC程序。

进一步，所述步骤1包括以下步骤：

步骤1.1：读入一个曲面零件的三维模型数据，建立零件的原始编程坐标系；

步骤1.2：在零件上取三个找正数据点P_i(x_i,y_i,z_i)，其中（i=1,2,3），选择合适的刀具和切削参数，定义曲面雕刻加工操作，编制曲面雕刻程序；

步骤1.3：生成三点的在线测量程序，生成曲面雕刻的加工用NC程序；

步骤1.4：生成曲面的在线测量程序，曲面的在线测量程序取点按照等误差方式取拟合点。

进一步，所述步骤2包括以下步骤：