[发明专利]五轴数控侧铣加工进给率离线规划方法

摘要

本发明涉及一种五轴数控侧铣加工进给率离线规划方法，基于各轴立方样条多项式插补进行五轴数控侧铣加工进给率离线规划。通过建立以各轴相邻位置点之间的时间序列为设计变量，以各轴相邻位置点之间的运行时间序列之和极小为目标函数，以机床各轴的速度、加速度、跃度极限为约束，同时以刀具切削过程中的最大切削力小于阀域值为约束的优化模型，并以全局最优算法求解获取最优进给率。本方法适用于自由曲面粗加工及直纹面或类直纹面曲面半精加工。

主权项

1、一种五轴数控侧铣加工进给率离线规划方法，其特征在于包括如下步骤：1)将设计曲面所对应的离散刀位文件经机床运动学反解，获得机床各轴离散位置序列；2)按照立方样条多项式插补格式，以等时间间隔设置机床各轴离散位置序列中相邻两离散点之间的运行时间初值，获得各轴相邻位置点之间的运行时间序列，确定机床各轴立方样条多项式的系数；3)以各轴相邻位置点之间的运行时间序列为设计变量，以各轴相邻位置点之间的运行时间序列之和极小为目标函数，以机床各轴的速度、加速度、跃度极限为约束，同时以刀具切削过程中的最大切削力小于阀域值为约束，建立进给率优化模型；4)根据各轴相邻位置点之间的运行时间序列和机床各轴立方样条多项式，由机床正向运动学计算刀具包络面及切削速度；5)根据工件几何信息、刀具信息，以及上一步计算出的刀具包络面及切削速度估算切削过程中的最大切削力；6)以运行时间序列为初始解，并以全局最优算法或者启发式算法求解进给率优化模型；当目标函数的改变量小于设定的阈值时，完成模型优化，获得各轴相邻位置点之间的最优时间序列，否则用模型求解过程中更新后的运行时间序列重新计算机床各轴立方样条多项式的系数和最大切削力，并以此为约束继续优化过程；7)由获得的各轴相邻位置点之间的最优时间序列，针对具体的机床数控系统输出相应的数控代码。