專利名稱：基于數控操作系統下的型槽加工軌跡規劃方法
技術領域：
本發明涉及一種型槽加工軌跡規劃方法，具體涉及的是在數控操作系統下型槽側壁及底邊圓角的加工軌跡規劃方法。
背景技術：
以前零件凹槽邊倒圓形成圓角面在三軸加工過程中通常用與圓角面半徑一致凸半圓銑刀(或球刀)，隨著模具等加工領域及CNC技術的快速發展，現在通常是借助PR0E、 UG等軟件繪制圖形建模后并通過這些軟件的CAM功能對圖形建模進行后處理自動生成程序，將程序輸入機床來完成加工。但由于軟件加工環境的局限性，對于三軸型腔銑加工只能進行在切削深度方向等高線截面法或高級腔銑分區域層切法后置處理生成程序來完成逐層型腔輪廓面刀具軌跡的描述(軌跡圖形與等高地勢圖相仿)，而國內外對于型腔截面輪廓的加工刀具軌跡算法有很多論述，如等參數軌跡加工法、截面法、等距偏置法，這些論述多是對五軸曲面加工截面輪廓的算法研究，對于三軸加工一些型腔的縱剖截面軌跡邊緣輪廓線為組合曲線加工方式極少，而計算機自動編程軟件三軸加工型腔編程方式也存在一些不盡如人意之處，不能全面的考慮型腔在切削深度方向等高線截面法或高級腔銑分區域層切法后置處理生成的刀具軌跡間距在型腔內表面縱剖視圖投影間距可能不均的問題，當型腔縱剖面邊界輪廓線為直線或斜線時，上述間距投影是均勻的，當型腔縱剖面邊界輪廓線為曲線(圓弧)或組合線時，上述軌跡投影間距是不均勻的(如圖5)，這直接影響了加工件的表面加工質量是否一致，而一些理論上的數學解法復雜、繁瑣，在應用到實際加工中存在著是否具有良好的適用性問題，即便有可行的算法也很難適應現在數控加工提倡的高效柔性加工的要求，因為加工過程中對于不同的刀具的選擇、加工表面質量的要求不同、尺寸公差的不同，都需要調整參數重新計算刀具軌跡的排列方式，很難滿足高效的柔性加工。所以有必要在數控操作系統(可取代計算機編程軟件)基礎上對一些典型的剖截面輪廓線為規則曲線型腔——邊倒圓型槽的加工軌跡進行規劃，使型槽的型腔加工表面質量及粗糙度一致。因此說，現有的計算機編程系統在三軸加工中，對于邊倒圓型槽開槽精加工時，切削深度方向等高線截面法或高級腔銑分區域層切法后置處理生成的刀具軌跡間距在槽的內表面上投影間距不均從而影響加工表面質量不一致(如圖5)。
發明內容
本發明為了解決采用現有的加工方法加工型槽存在型槽型腔加工表面質量及粗糙度不一致的問題，進而提供了一種基于數控操作系統下的型槽加工軌跡規劃方法；所述方法可直接在數控操作系統對邊倒圓型槽開槽精加工，是一種高效柔性的型槽加工軌跡規劃方法。本發明為解決上述技術問題采取的技術方案是本發明所述的基于數控操作系統下的型槽加工軌跡規劃方法是按照以下步驟來實現的步驟A、基于圖紙上型槽的縱剖面深度方向邊界軌跡為由直線與圓弧的組成的縱剖圖組合線段，將刀具的在深度方向的加工軌跡次數η(程序中的參數R7)作為設定的條件變量規劃出一組在縱剖圖組合線段投影的均勻排列的點集，每相鄰兩點之間的距離就是相鄰兩條軌跡間距在縱剖圖組合線段投影的步長值Μ，進而控制刀具層切軌跡在型槽的內表面投影間距排列均勻(參見圖6)，具體過為步驟Al、計算縱剖圖組合線段的長度K = L+C = (H-R) + (jiR/2)；K表示縱剖圖組合線段的長度；L表示直線段的長度；C表示圓弧段的弧段長度，為1/4弧長；H表示槽深；R表示圓角半徑；步驟A2、計算步長值M;
權利要求
1. 一種基于數控操作系統下的型槽加工軌跡規劃方法，其特征在于所述方法是按照以下步驟來實現的步驟A、基于圖紙上型槽的縱剖面深度方向邊界軌跡為由直線與圓弧的組成的縱剖圖組合線段，將刀具的在深度方向的加工軌跡次數η作為設定的條件變量規劃出一組在縱剖圖組合線段投影的均勻排列的點集，每相鄰兩點之間的距離就是相鄰兩條軌跡間距在縱剖圖組合線段投影的步長值Μ，進而控制刀具層切軌跡在型槽的內表面投影間距排列均勻，具體過為步驟Al、計算縱剖圖組合線段的長度=K = L+C = (H-R) + “R/2)；K表示縱剖圖組合線段的長度；L表示直線段的長度；C表示圓弧段的弧段長度，為1/4弧長；H表示槽深；R表示圓角半徑；步驟A2、計算步長值M;
2.根據權利要求1所述的一種基于數控操作系統下的型槽加工軌跡規劃方法，其特征在于所述方法還包括步驟B 根據步驟A規劃出的軌跡在選擇適合的刀具的基礎上計算出刀具的槽側面固定切削刃(1)、槽圓角面動態切削刃(2)與刀具的的對刀點(0)的補償值， 描述出對刀點的軌跡；所述適合的刀具是指刀具的圓角小于待加工型槽的圓角半徑R。
全文摘要
基于數控操作系統下的型槽加工軌跡規劃方法，它涉及一種型槽加工軌跡規劃方法。本發明為了解決采用現有的加工方法加工型槽存在型槽型腔加工表面質量及粗糙度不一致的問題。技術要點將加工軌跡次數作為設定的條件變量，只需推導出出組合線段總長公式，就可以通過改變加工軌跡數n來改變軌跡間距步長值；組合線段總長等于直線段長度和圓弧段長度之和，除以設定的軌跡數可求得軌跡間距在組合線段投影的步長值，軌跡間距在直線段部分的投影間距即為上面計算出的步長值，組合線段中的直線段與圓弧段結合部的兩條軌跡間距投影為一小段直線段和一小段圓弧段共同組成推導出出上述一小段直線段和一小段圓弧段長度公式。本發明方法使邊倒圓型槽開槽精加工的精度一致。
文檔編號G05B19/402GK102354156SQ20111025587
公開日2012年2月15日 申請日期2011年8月31日 優先權日2011年8月31日
發明者喬義明, 史云鵬, 孫智勇, 宋兵, 李強, 楊東波, 王時光, 王治軍, 王龍梅, 高巖 申請人:哈爾濱汽輪機廠有限責任公司