[发明专利]一种基于运动卡的数控倒角参数化编程加工方法

权利要求书

1.一种基于运动卡的数控倒角参数化编程加工方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤(1)设置参数：

设置参数模块中，包括机床参数设置、齿轮参数设置、刀具参数设置和加工参数设置，参数设定选择为加工记录，或添加新的参数记录；

步骤(2)数值仿真：

根据输入的参数，进行数值仿真，绘制出加工齿形；

步骤(3)带入NURBS曲线插补算法：

步骤(4)生成加工程序：

由机床参数确定各轴偏置参数，由输入齿轮基本参数确定其余齿轮参数，由齿轮参数和刀具参数带入加工模型计算出的走到轨迹的四个关键点，由加工参数和刀具齿坯运动数学模型确定刀具、工件转速、粗精切进给量与走刀数目；

由操作人员检查在显示屏上检查生成的数控程序，选择修改或保存入系统进行加工；所述步骤(3)带入NURBS曲线插补算法具体包括如下步骤：

插补过程中带入了自己设计的非均匀有理B样条曲线插补算法，考虑到运动卡的内存问题，将曲线分段分块插补；参数计算过程中直接约束误差得到参数的增量，再将插补步长转成参数增量过程中采用四阶龙格-库塔的算法去计算结果；利用反差法代替求导过程，大大减少了计算量，完成将轨迹空间中的进给步长Δl转化为一维空间的增量Δ(u_i)，参数增量可由下式推导出：

在进行插补轨迹路线计算时，首先用矩阵的形式将NURBS曲线表示出来，然后将得到的增量带入到矩阵中进行计算；对于任意一个NURBS曲线块，可由矩阵表示为：

其中：

/

则上式(2)可重写为：

上式(3)中所有的系数都可以由给出的权重因子、控制点和节点矢量确定出来；因此它可以在插补前计算出所有的系数，节省计算时间，更高效的完成插补轨迹的计算；

在进行速度处理时基于弦高误差和机床的加速度去约束进给过程中的刀具进给速度，得到一个最合理的进给速度；在每一个插补周期内，弦高误差均可表示为：

由于Δl_i＝v_iT(T为插补周期)，则上式为：

可以得到基于弦高误差的速度处理方法：

在曲线插补过程中，加速度过大会降低机床相应零部件的使用寿命，因此进给速度的处理也要考虑到加速度；由相关物理学知识可得：

结合等式(5)，可得：

假设机床设定的最大安全进给加速度为a_max，则

因此在实际生产生产中，弦高误差既要满足等式(4)又要满足于式(9)；因此根据式(9)和机床最大弦高误差δ_max选定一个最大允许的弦高误差值δ_max,i，则进给速度V_i为

2.根据权利要求1所述的基于运动卡的数控倒角参数化编程加工方法，其特征在于所述机床参数包括机床型号、机床各轴偏置参数；

齿轮参数包括齿轮名称、齿轮类型、螺旋角类型、模数、齿数、压力角、变位系数、顶高系数、顶隙系数、螺旋角、允许误差、齿顶圆半径、齿根圆半径、齿轮宽度。

3.根据权利要求1所述的基于运动卡的数控倒角参数化编程加工方法，其特征在于所述刀具参数包括刀具名称、距离长度、外径(D)、圆弧半径(R)、顶部直径(d1)、角度、线速度、刀具刃数、每齿进给量。

4.根据权利要求1所述的基于运动卡的数控倒角参数化编程加工方法，其特征在于所述加工参数包括法向刀具偏移、轴向切入深度、轴向实际切入深度、上端面试倒、下端面试倒、上下端面试倒。

5.根据权利要求1所述的基于运动卡的数控倒角参数化编程加工方法，其特征在于所述倒角参数包括倒角起始齿槽编号、倒角齿槽数、下端面齿廓单独调整量。