冗余自由度下曲面数控高速进给加工逆向刀位轨迹规划

项目名称： 冗余自由度下曲面数控高速进给加工逆向刀位轨迹规划

项目编号： No.51375040

项目类型： 面上项目

立项/批准年度： 2013

项目学科： 机械、仪表工业

项目作者： 蔡永林

作者单位： 北京交通大学

项目金额： 80万元

中文摘要： 高速进给多轴数控加工对刀位轨迹规划提出了更高要求，运动规律不合适会引起机床运动轴产生振动，影响加工质量。本课题针对高速进给多轴数控加工的特点，创造性地提出一种新的刀位轨迹规划方法，核心是先考虑各轴运动学特性及曲面宏观几何特性，使机床在高速进给下仍保持平稳运动。该方法首先在考虑曲面几何特性以及加工策略的基础上，分析机床各轴的运动学特性和振动，优化各轴的运动规律，直接生成初始刀位轨迹；再根据曲面与刀具几何信息逆向反算接触点轨迹；然后分析并修正加工误差，生成最终的刀位轨迹；此外，分析合成进给速度，提出均匀速度的思路。这种刀位轨迹规划方法区别于现有的由接触点轨迹生成刀位轨迹的方法，一开始就考虑到机床各轴的运动学特性，从根本上保证了机床高速进给时各轴运动的平稳性；同时，该方法根据曲面的宏观几何特征规划刀位轨迹，不仅对单张曲面，而且对仅位置连续、一阶导数不连续的组合曲面，机床各轴也具有良好的运动特性。

中文关键词： 冗余自由度；高速进给；运动分解；刀位轨迹；

英文摘要： Multi-axis numerical control (NC) machining with high feed speed presents higher requests for tool path planning. The improper characteristics of motion will result in shock of machine's moving axes and the bad machining quality. According to the features

英文关键词： Redundant degree of freedom；High feed speed；Motion decomposition；tool path；