买专利卖专利找龙图腾，真高效！ 查专利查商标用IPTOP,全免费！专利年费监控用IP管家,真方便！

申请/专利权人：大连理工大学

摘要：本发明属于数控加工领域，提供了一种基于三点偏置模型接触位置寻优的五轴侧铣刀位规划方法。该方法首先建立非线性方程组描述柱形刀加工非可展直纹面的三点偏置刀轴，方程组仅包含两方程、两变量，其形式简洁且求解方便；以刀具和加工曲面之间的接触位置为变量，以单刀位侧铣误差最小化为目标，建立五轴侧铣刀位的优化模型；采用人工电场法搜寻刀具的最优姿态，利用AEFA的全局寻优能力，保证求解精度与收敛稳定性；最后，通过并行计算实现曲面加工所需刀位的同步生成。本发明基于接触位置调控侧铣刀位，无需引入复杂的几何模型即可减小刀具与被加工曲面之间的几何偏差，有益于提升侧铣加工精度。

主权项：1.一种基于三点偏置模型接触位置寻优的五轴侧铣刀位规划方法，其特征在于，包括以下步骤：S1、非可展直纹面Su,v的表达式如下：Su,v＝1-vBu+vTu,u，v∈[0，1]其中，u，v是非可展直纹面参数，Tu和Bu分别是非可展直纹面的上引导线、下引导线；选定v方向上的三个常数值v1，v2和v3,v1＜v2＜v3，得到非可展直纹面上的三条u向等参数线Su,v1,Su,v2和Su,v3；S2、以柱形刀半径r为偏置距离，计算Su,v1，Su,v2和Su,v3的法向偏置线，记为D1u，D2u，D3u： 其中，n1，n2和n3分别是三条u向等参数线对应的单位法向量；S3、当柱形刀刀轴同时通过D1u，D2u，D3u，则柱形刀处于三点偏置状态，对应刀位为三点偏置刀位；为获得D1u，D2u，D3u的位置信息，选定非可展直纹面u向参数ui，令D1ui为柱形刀刀轴上一点，以D2u和D3u中的参数u为未知量，并用ua代表D2u的未知量，ub代表D3u的未知量，从D1ui，D2ua，D3ub三点共线的设定出发，向量D2ua-D1ui与向量D3ub-D1ui外积的模长为零，得：||D2ua-D1ui×D3ub-D1ui||＝0S4、使用Levenberg-Marquardt算法求解步骤S3中的方程，得到变量ua和ub的值，记为uc和ud，D1ui，D2uc，D3ud均为已知量，通过这三个点的单位刀轴矢量通过下式计算：I＝D2uc-D1ui||D2uc-D1ui||其中，i是通过三点偏置得到的单位刀轴矢量，在此基础上，计算非可展直纹面上引导线、下引导线处的法线与刀轴矢量所在直线的交点，记为QT和QB；S5、对QT和QB连接而成的线段进行均匀采样，采样个数为m，计算采样点Qi1≤i≤m在Su,v上的投影点Pi；QiPi所在直线与刀具靠近一侧的交点记为M，M通过直线与圆柱的求交公式得到，至此得到刀具与非可展直纹面曲面之间的几何偏差‖MPi‖；S6、令ε为步骤S5中所有采样点对应几何偏差的最大值，通过更改步骤S1中的v1,v2,v3，利用步骤S2-S4得到不同的三点偏置刀位，进而得到不同的ε；将ε视作v1,v2,v3的函数，以va,vb,vc分别表示v1,v2,v3的变量形式，以ε最小化为目标，采用人工电场法对变量va,vb,vc进行优化，得到刀具与最佳逼近的三点偏置刀位Iopt，由Iopt确定的QT即为刀尖点；S7、对非可展直纹面u向参数u进行密集离散，使用并行计算技术得到不同参数ui处的最优侧铣刀位。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 大连理工大学 一种基于三点偏置模型接触位置寻优的五轴侧铣刀位规划方法