参数曲面五轴加工轨迹优化方法.pdf

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1、第l2期组合机床与自动化加工技术No．122014年12月ModularMachineTool&AutomaticManufacturingTechniqueDec．2014文章编号：1001—2265(2014)12—0001—04D0I：10．13462／j．enki．mmtamt．2014．12．001参数曲面五轴加工轨迹优化方法术赵延国，赵吉宾，邹强，金海洋，刘广保(1．中国科学院沈阳自动化研究所，沈阳110016；2．中国科学院大学，北京100049)摘要：非线性误差是五轴加工中加工误差的重要来源，不可避免。针对五轴

2、加工中的非线性误差问题，分析了非线性误差产生的原因，提出了一种减小机床非线性误差的轨迹优化算法。该方法直接计算各实际刀轨与工件参数曲面之间的误差，找出非线性误差过大的刀位，通过递归插入新刀位来减小非线性误差，直到满足精度。插入刀位点时，结合曲面凹凸性及刀具路径的弦弧逼近误差，同时将过切、欠切情况考虑在内。仿真分析结果显示该方法能避免插入不必要的刀位点，可显著减小非线性误差。关键词：五轴加工；非线性误差；插补；参数曲面中图分类号：TH166；TG659文献标识码：AParametricSurfaceTrajectoryOptim

3、izationMethodofFive-axisMachiningZHAOYan．guo，，ZHA0Ji．bin，Z0UQiang'。，JINHa1．yang，，LIUGuang．bao(1．ShenyangInstituteofAutomation，ChineseAcademyofSciences，Shenyang110016，China；2．UniversityofChineseAcademyofSciences，Beijing100049，China)Abstract：Nonlinearityerrorisallimpo

4、rtantsourceoferrorinfive—axismachiningandit’Sinevitable．A—gainsttheissueofnonlinearityerrorinfive—axismachining，thereasonforgeneratingnonlinearityerorisanalyzedandatrajectoryoptimizationalgorithmtoreducethenonlinearityerorisproposed．Themethoddi—rectlycalculatestheer

5、orbetweentheactualtoolpathandworkpieceparametricsurface，identifiescutter1o—cationswithexcessiveerrors，andreducesnonlinearityerorthroughinsertingnewcutterlocationsrecur-sivelyuntilmeetingtheaccuracy．Wheninsertingcutterlocations，combineconcavityofsurfaceandapprox—imat

6、ioneroroftoolpathandtakeovercutandundercutintoaccount．Thesimulationanalysisresultshowsthismethodcanavoidinsertingunnecessarycutterlocationsandreducethenonlinearerorsignificantly．Keywords：five—axismachining；nonlinearityerror；interpolation；parametricsurface和影响因素；Remus

7、等分析并比较了不同结构形式0引言五轴机床的非线性误差，为研究非线性误差的处理方五轴数控加工技术广泛应用于复杂曲面零件的加法提供了理论依据。自适应线性化法改进了线性加密工，在提高加工效率和精度方面表现出明显的优势。刀位法，减少了刀位数量。王丹等利用自适应线性五轴数控系统基本的轨迹控制方式为线性插补，同时化法，通过监测机床旋转轴变化量找出过大非线性误曲面零件一般由一系列直线段来逼近轮廓。由于旋转差的刀位点，然后通过线性插值减小误差。杨旭静轴的加入，五轴机床各轴的线性插补运动合成的轨迹等具体分析了旋转轴运动引起的非线性误差，进而会偏

8、离直线段，产生了非线性误差。非线性误差的存提出一种限制相邻两刀位点间刀轴夹角的方法来控制在会严重降低加工效率和精度，甚至会导致严重的过误差；S~brby指出五轴机床两旋转轴在奇异点处运动切，造成零件废弃，因此需要优化刀具加工轨迹。不连续性会引起较大的加工误差，并提出了修正旋转