曲线的三参数路径规划车削插补算法研究.pdf

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1、万方数据第30卷第9期2013年9月机电工程JournalofMechanical＆ElectricalEngineeringV01．30No．9Sep．2013DOI：10．3969／j．issn．1001—4551．2013．09．001曲线的三参数路径规划车削插补算法研究米余震1，易磊1，唐秋华1，李明1”，曹俊1(1．武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081；2．武汉科技大学理学院，湖北武汉430081)摘要：为了保证数控加工中复杂曲线零件的车削加工精度，在普通二参数车削加工的基础上，提出了一种三参数路径规划

2、车削插补算法。该算法将复杂曲面数控加工插补过程的路径规划分解为若干插补点之间的最优路径搜索和选取问题，根据不同加工要求设置决策变量，并进行取值判别，通过3个参数联动对曲线进行插补运算，优化加工过程中刀具的路径，并应用于相关的实例分析。研究结果表明，该优化算法能保证加工曲线的光滑性，有利于提高曲线的加工质量，并且该算法还具有计算规模小、求解迅速、数控加工插补误差小等优点。关键词：数控车削；三参数曲线插补；路径规划算法中图分类号：THl66；TG51；TP391文献标志码：A文章编号：1001—4551(2013)09—1033

3、—05Curveturninginterpolationalgorithm丽ththreeparameterspathplanningYUZhenl，YILeil，TANGQiu—hual，LIMin91’_，CAOJunl(1．CoHegeofMachineryandAutomation，WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan430081，China；2．CollegeofSciences，WuhanUniversityofScienceandTechnology，Wuhan

4、430081，China)Abstract：AimingatmaintainingthemachiningaccuracyofcomponentswithcomplexcurveinCNCturning，aturninginterpolationalgorithmwiththreeparametempathplanningbasedonordinarytwoparametemprocessWasproposed．Theinterpolationprocesswasdecomposedintotheoptimalpathsea

5、rchingandselectingproblembetweenseveralinterpolationpoints．Decisionvariablewasset，valuewasdiscriminatedae—cordingtothemachiningrequirements，thusthreeparameterswereintegratedtoachievetheinterpolationofpartswithcomplexCllln，e，andadjustmentoftoolWasaccomplished．Accord

6、ingtotherelatedcalcdationexamples，theresetsindicatethatthesmoothnessofprocessingcurveCanbeguaranteedthroughtheproposedapproach，andthemachiningqualityisimproved，alsolowercomputationalscale，smallersolu·tiontimeandlessprocessingerrorareachieved．Keywords：CNCturning；tri

7、-parameterscurveinterpolation；pathplanningalgorithm0引言数控加工技术是衡量一个国家机械制造水平高低的重要指标[1-2]，插补算法是数控加工的核心问题，对数控系统的稳定性和算法精度有着直接影响。在数控加工工业实践中，直线插补、圆弧插补和螺旋线插补是当前的数控技术最普遍的几种插补方法。对于非直线、非圆弧曲线母线工件来说，一般通过二次样条曲线拟合、三次样条曲线拟合等方法进行插补。这些方法虽然有效解决了复杂曲线、曲面的数控加工难度，但仍存在一定的误差。对于复杂曲线、曲面的数控加工，

8、研究相关的插补算法、减小插补误差是关键和一个很好的切人点。应用高速计算机和数据处理能力强的数控系统，收稿日期：2013—05—29基金项目：国家自然科学基金资助项目(51275366，51175395)；湖北省博士后科技活动项目择优资助项目(2011)；冶金工业过程系统科学湖北省重点实验室