五轴加工刀具矢量压缩平滑定向插补算法研究.pdf

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1、第4期组合机床与自动化加工技术NO．42015年4月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueApr．2015文章编号：1001—2265(2015)04—0104—04DOI：10．13462／j．cnki．mmtamt．2015．04．027五轴加工刀具矢量压缩平滑定向插补算法研究水田军锋，范素娟，左宪禹(河南大学a．计算机与信息工程学院；b．信息化管理办公室，河南开封475004)摘要：为解决五轴h-Y-中刀具矢量变化不均匀引起减速和加速的反复发生，

2、带来加工形状变得粗糙和加工时间变长的问题，提出一种刀具矢量压缩平滑定向插补算法。通过对指令程序进行压缩处理，可以去除刀位点和刀具矢量变化小的4~4"-，对刀具矢量平滑处理，可以使得刀具矢量的变化与线性轴的变化一致，定向插补是对优化后的指令刀位点数据和刀具方向进行插补计算，以实现高速加工。通过仿真实验验证了该算法的有效性和可行性。关键词：五轴加工；压缩平滑；刀具矢量；定向插补中图分类号：TH165；TG659文献标识码：AResearchonCompressionSmoothOrientationInterpola

3、tionofToolPostureVectorinFive-axisMachiningTIANJun—feng．FANSu-juan．ZU0Xian．yu(a．SchoolofComputerandInformationEngineering；b．InformationManagementOfice，HenanUniversity，KaifengHenan475004，China)Abstract：Tosolveproblemsthatthemachinedshapebecomesroughandthemachi

4、ningtimebecomeslonginfive—axismachiningposedbydecelerationandaccelerationarerepeatedduetounevenchangeofthetoolposturevector．Acompressionsmoothorientationinterpolationoftoolposturevectorwasdeveloped．Apro—gramcommandtoablockhavingsmallchangesinatoolcenterpointp

5、ositionandatoolposturevectorwasremovedbycompressionprocess．Toolposturevectorcommandwassmoothedtoattainachangeoftoolposturevectorinproportionwiththatofthelinearaxiscommand．Theorientationinterpolationisperformedontheoptimalcommandsprocessedbycompressionsmoothto

6、achieveahighspeedmachining．Asimula—tiontestwasperformedtoverifytheeffectivenessandfeasibilityofthisalgorithm．Keywords：five—axismachining；compressionsmooth；toolposturevector；orientationinterpolation点的刀具方向定义为相邻三角平面垂直方向的平均O引言值。刀具矢量可能会在刀端点(ToolControlPoint)路五轴联动数

7、控加工是为了克服三轴加工的不足而径长度短的程序块处发生较大变化，另一方面，刀具矢发展起来的一项先进制造技术，在提高加工质量、降低量的变化与线性轴的变化不成比例。如果数控机床直加工成本和减少加工时间等方面有着明显的优势。通接加工这样的程序指令，则机床转动轴会发生反复的过增加两个旋转轴，使得加工的灵活性大大增强，增加减速和加速运动，造成加工曲面质量下降和加工时间的旋转轴可以使得刀具定位在空间任意方向，但是也延长，从而不利于高速和高表面质量的加工。对指带来了运动过程中刀具矢量较难控制的问题¨引。令程序中刀位点数据和刀具

8、矢量数据进行处理是实现五轴加工程序一般是由计算机辅助制造(Comput．高速和高效加工的前提，对刀具矢量的变化要考虑机erAidedManufacturing，CAM)系统通常将计算机辅助床的运动学特性，对刀具矢量的优化方法的研究具有设计(ComputerAidedDesign，CAD)系统设计生成的加重要的理论和应用价值。近年来，众多学者在五轴加工曲面用大量微小三角平面