[发明专利]一种基于曲面截型线分划的最短距离线对获取方法

摘要

一种基于曲面截型线分划的最短距离线对获取方法，该方法有三大步骤：步骤一：曲面截型线离散；步骤二：截型线到刀具曲面最短距离点的获取；步骤三：最短距离线对的获取。本发明是将加工曲面沿进给方向离散成若干条截型线，根据包络原理在加工过程中的任意刀位得到每条截型线与刀具间的最短距离来获得该刀位的最短距离线对的方法，本方法构思科学，计算精确，实施容易，效率高，在曲面数控加工技术领域里具有较好的实用价值和广阔的应用前景。

主权项

一种基于曲面截型线分划的最短距离线对获取方法，其特征在于：该方法的具体步骤如下：步骤一：曲面截型线离散将工件曲面沿进给方向离散成n条截型线，记工件曲面截型线的集合表示为{Mi|i＝1，2，...，n}，任意一条截型线用参数方程表示为Mi＝ρ(ui，v)        (1)其中，ui表示为第i条截型线的u值，为某一定值；步骤二：截型线到刀具曲面最短距离点的获取在刀具加工过程中，工件曲面截型线与刀具曲面间的最短距离线段对应着截型线和刀具曲面上各一个相应点，分别称为截型线上的最短距离点和刀具曲面上的最短距离点；刀具曲面上的最短距离点必然在刀具曲面最短距离线上，而截型线上的最短距离点也一定在工件曲面最短距离线上；记刀具曲面最短距离线上的最短距离点的集合为{PiT|i＝1，2，...}，工件曲面最短距离线上的最短距离点的集合为{PiM|i＝1，2，…}，点集内的点PiT与PiM对应着工件曲面第i条截型线Mi到刀具曲面的最短距离；取nPiT为刀具在点PiT处的单位内法矢，τPiM为截型线在点PiM处沿进给方向的单位切线矢量，则有nPiT·τPiM≈0        (2)因此，工件曲面截型线到刀具曲面的最短距离点应满足式(2)；反之，由式(2)求出工件曲面截型线上到刀具曲面距离最短的点，即获得各截型线到刀具曲面的最短距离点；步骤三：最短距离线对的获取根据求出的截型线Mi上到刀具的最短距离点，记为PiM；过点PiM与刀具回转轴的截平面截刀具与工件曲面，得截平面内的两条刀具母线，在截平面内连接点PiM与靠近工件曲面的刀具母线圆弧的圆心OiT，直线PiMOiT与截平面内靠近工件曲面的刀具母线交于点PiT，点PiT即为工件曲面截型线Mi上的最短距离点PiM到刀具曲面的最短距离点，|PiMPiT|的长度值即为截型线Mi与刀具的最短距离值；依此，求出所有截型线到刀具曲面的最短距离值及对应刀具曲面上的最短距离点；分别将所有刀具曲面上的最短距离点和工件曲面截型线上的最短距离点依序连接成线，便获得该刀位下刀具与工件曲面间的最短距离线对，根据最短距离线对间的有向长度便获得该刀位的误差分布。