自由曲面等误差数控加工刀轨生成方法

等误差刀轨的逼近误差等于设定的最大允许值(阈值),步长达到了理论最大,能够有效提高数控加工的进给速度和平顺性,为了对自由曲面高效地生成满足精度要求的等误差刀轨,提出以几何距离驱动刀触点调整的等弓高误差刀触点迭代搜索方法,提出以刀具切削包络面与刀触点轨迹线之间的最大距离作为逼近误差、采用自适应离散法进行计算的方法;然后以等弓高误差刀触点的刀位点作为初值,提出步长自适应调整迭代的等误差刀位点计算方法;最后对算例计算出等误差刀轨验证了算法的可行性,所有刀位点的逼近误差均位于指定的阈值邻域内,满足了等误差要求,与常用的步长筛选法相比,计算时间更短、刀位点更少。     

自由曲面行距自适应五轴数控加工刀轨生成方法

在满足残留高度的前提下,增大行距能够有效减少加工刀轨的行数,从而减少刀轨总长度。针对自由曲面平底刀五轴加工,提出了一种行距自适应的刀轨生成方法。在刀具进给方向法平面上,以椭圆等效表示平底刀切削轮廓,基于曲面局部轮廓线和等残留高度点的几何特征提出迭代计算等残留高度点的方法;再根据等残留高度点、切削轮廓和曲面之间的几何关系,通过迭代调整下一行切削轮廓位置计算出满足残留高度要求的下一行刀轨信息;最后以下一行和当前行刀触点之间最小的参数差值作为自适应行距值规划刀轨。以叶片曲面为例生成刀轨,验证了算法的可行性和有效性。     

粒子群优化算法计算数控加工逼近误差研究

逼近误差的高效、精确计算是生成高质量数控加工刀轨的前提,为了提高给定精度下逼近误差的计算效率,提出逼近误差和粒子群计算原理紧密融合的粒子群优化算法。建立逼近误差计算的刀触点区间与粒子搜索区间之间的映射关系,根据逼近误差几何原理和粒子适应度特点,提出粒子群算法下的逼近误差适应度函数。为了实现最优解迭代搜索前期范围大、后期效率高,提出基于余弦函数的惯性权重系数非线性控制方法和基于迭代次数的学习因子控制方法。最后以上述方法完成粒子群算法的优化和开发,并用于自由曲面的逼近误差计算,实验结果显示计算时间比常用的几何迭代算法更短。