多岛屿曲面的刀具轨迹规划算法研究.pdf

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1、第5期组合机床与自动化加工技术No．52015年5月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueMay2015文章编号：1001—2265(2015)05—0123—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．05．035多岛屿曲面的刀具轨迹规划算法研究李万军，牛敏。(1．淄博职业学院机电工程学院，山东淄博255314；2．山东工业职业学院机电工程系，山东淄博256414)摘要：提出了一种多岛屿复杂曲面的刀具路径规划算法。利用空间填充曲线分形级数的增加能够填充整个

2、曲面的特点，对Hilbert分形曲线进行改进并结合多岛屿曲面特征进行刀具轨迹规划。生成的刀具轨迹能够较好的避开岛屿且无需抬刀，能够生成一条连续的且能满足加工精度要的刀具轨迹，能够极大缩短刀具路径整体长度。在h_T-过程中，刀具无多次切入切出现象，切削稳定，能够提高其表面质量，加工质量相对较高。通过实例验证了算法的可行性及有效性。关键词：刀具轨迹规划；多岛屿曲面；Hilbert曲线中图分类号：TH164；TG65文献标识码：AResearchOnTolPathPlanningAlgorithmofMulti-islandSurfaceLIWan

3、-jun，NIUMin(1．CollegeofMechanicalandElectricalEngineering，ZiboVocationalInstitute，ZiboShandong255314，Chi-na；2．MechanicalandEngineeringDepartment，ShandongVocationalCollegeofIndustry，ZiboShandong256414，China)Abstract：ThetoolpathplanningalgorithmofSurfaceswithmulti-islandwaspr

4、esented．CombinedwithmultiIslandsurfacefeature，thetoolpathplanningusingtheimprovedHilbertfractalcurve．Thetoolpathgenerationcanavoidtheislandsonthemachiningsurface，anddonotappearthiskindofphenomenonthatliftingtoo1．ItiscontinuoustoolpaththatCanshortenthelengthoftheoveralltraje

5、ctoryandmeetthemachi—ningaccuracy。Intheprocess，thetoolhasnomultipleexitcuttingandonceagainintothecuttingphenome-non，whichCanprovethequalityandeficiencyofmachiningprocess．Theexampledemonstratethepro—posedmethodisavoidandfeasible．Keywords：toolpathplanning；multi—islandsurface；

6、Hilbertcurve划。该算法能够较好的避让岛屿，且能够较好的实现O引言轨迹转接，无抬刀现象。随着经济的发展，复杂曲面在生活的方方面面使用越来越普遍。加工过程中针对多岛屿曲面一般采用1多岛屿曲面轨迹规划算法多轴机床进行加工，走刀过程不易采用单样式的走刀1．1多岛屿网格曲面表达路径。目前曲面加工过程中使用的刀具轨迹算法主要设多岛屿曲面为一个k×z次NURBS表达的曲有：参数线法引、多面体法_7]、截面法、等残留高面，有理分式(1)表示为：度法_l3]、空间填充曲线法等。以上算法在加工多岛屿曲面时生成的刀具轨迹存在多次抬刀现象。∑∑~．oi,

7、jdJNi，(“)Ⅳ』，()多岛屿曲面在轨迹规划过程中，如果轨迹之间衔．s(“，)=——————一(1)接处理不当，会出现切削过程中的多次抬刀，切入切出∑∑N(u)Nj，z()过程易产生接刀痕，影响表面质量。根据存在的问题其中，d(i=0，1，⋯，m=0，⋯，n)为控制顶点，J提出一种多岛屿曲面的刀具轨迹规划算法。利用改进是权因子，Ⅳ1．(“)(i=0，1，⋯，m)和Ⅳ『。(“)(=0，空间填充曲线能够填充整个曲面的特点，对Hilbert曲1，⋯，凡)分别为向k次和向z次的规范B样条基函线进行改进，适用于多岛屿型复杂曲面的刀具轨迹规数。收稿日

8、期：2014—08—11基金项目：国家自然科学基金青年科学基金(51105026)作者简介：李万军(198l一)，男，山东淄博人，淄博职业学院讲师，博士，研究方向为