[发明专利]一种三角网格铣削加工光顺刀轨确定方法

摘要

本发明属于数控加工技术，具体公开了一种三角网格铣削加工光顺刀轨确定方法，首先确定道具轨迹边界线、下刀中心点和切削圈数，再确定切削区域各个转折圆弧中心，提取特征点之后选择三次B样条曲线控制点，生成三次B样条曲线。本方法能够根据网格底面区域实际形状生成刀轨，简便易行，比传统数控铣削刀轨光顺程度大为改善，且程序计算量较小，稳定性好。完全消除了行间的移刀，而且可以满足高阶平滑的需求。

主权项

一种三角网格铣削加工光顺刀轨确定方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：1)确定刀具轨迹边界线定义三角形b为刀具轨迹边界线，三角形b的三个顶点为bi(xi,yi)，为对应顶点在笛卡尔直角坐标系中的坐标；2)确定下刀中心位置I(xI,yI)利用下式得出下刀中心位置xI=x0·l0+x1·l1+x2·l2l0+l1+l2yI=y0·l0+y1·l1+y2·l2l0+l1+l2]]>其中：I(xI,yI)为三角形b的内切圆圆心I在笛卡尔直角坐标系中的坐标；3)利用下式确定切削圈数N其中：ae＝0.85Deff；i＝0，1，2；Deff为刀具底部直径；4)最外侧一圈，即曲线b的三个转折应保持原有轨迹，而次外圈至中心所有转折均可添加圆角；Ri为第i个转折点，以任意下标连续递增的三个转折点构建两条折边，将折边尖角处改为半径为R的圆角过渡，利用下式确定切削区域各个转折圆弧中心坐标(xRi,yRi)；|(yi+1-yi)xRi+(xi-xi+1)yRi+(2xiyi-xiyi+1-xi+1yi)|(yi+1-yi)2+(xi-xi+1)2=R|(yi+1-yi+2)xRi+(xi+2-xi+1)yRi+(2xi+2yi+2-xi+2yi+1-xi+1yi+2)|(yi+1-yi+2)2+(xi+2-xi+1)2=R]]>其中：min(xi,xi+1,xi+2)＜xRi＜max(xi,xi+1,xi+2)；min(yi,yi+1,yi+2)＜yRi＜max(yi,yi+1,yi+2)；R为过渡圆角的半径；5)提取特征点a)利用下式得出各个切点Ti的坐标(xTi,yTi)，即各个直线或圆弧的端点；(yi+1-yi)xTi+(xi-xi+1)yTi+(2xiyi-xiyi+1-xi+1yi)=0(xTi-xRi)2+(yTi-yRi)2=R]]>其中：i＝1，2，...，6N‑8；b)利用下式确定各个直线的中点Li的坐标(xLi，yLi)；xLi=(xTi+xTi+1)/2yLi=(yTi+yTi+1)/2]]>其中：i＝1，3，...，6N‑9；c)利用下式确定各个圆弧的中点Ci的坐标(xCi，yCi)|(yi+1-yi)xCi+(xi-xi+1)yCi+(2xiyi-xiyi+1-xi+1yi)|(yi+1-yi)2+(xi-xi+1)2=|(yi+1-yi+2)xCi+(xi+2-xi+1)yCi+(2xi+2yi+2-xi+2yi+1-xi+1yi+2)|(yi+1-yi+2)2+(xi+2-xi+1)2(yCi-yRi)2+(xCi-xRi)2=R]]>其中：min(xi+1,xRi)＜xCi＜max(xi+1,xRi)min(yi+1,yRi)＜yCi＜max(yi+1,yRi)i＝2,4,....,6N‑8；6)选择三次B样条曲线控制点除了最内侧的内切圆，顺次提取其余的切点(直线与圆弧)、直线中点以及圆弧中点，并在与曲线b相交后的半段直线上选取4个点，依次作为三次B样条曲线的控制点di(i＝0,1,...,6N‑5)7)确定三次B样条曲线控制多边形的边长li及控制多边形总长li＝|di‑di‑1|其中：L为控制多边形总长；8)利用下式确定三次B样条曲线节点矢量u0＝u1＝u2＝u3＝0un+1＝un+2＝un+3＝un+4＝1其中：un为三次B样条曲线节点矢量；9)生成三次B样条曲线a)利用下式确定三次B样条基函数；其中：Ni,3(u)(i＝0,1,2,...,n)为三次B样条基函数；b)逐点确定三次B样条上对应点的点位p(u)，从而得到完整的三次B样条曲线其中：