[发明专利]一种基于曲线光滑变形的数控加工进给率规划方法

摘要

一种基于曲线光滑变形的数控加工进给率规划方法，属于数控加工技术领域。该规划方法将进给率约束分为邻域无关(NI)约束和邻域相关(ND)约束。首先，将工艺要求的最大进给率设定为初始进给率直线后，通过一次曲线光滑变形得到NI约束的进给率曲线。进而，结合比例调节算法，通过多次曲线光滑变形得到ND约束的进给率曲线。该进给率规划方法，在单纯几何逼近误差约束的曲线变形基础上加入光顺项，由此得到的进给率曲线具有更好的光顺性，最大限度消除了进给率曲线的波动，以保证加工过程的平稳。减少了机床加工振动、保证机床加工平稳和提高零件加工精度的目的，对于提高加工效率和加工质量具有显著意义。

主权项

一种基于曲线光滑变形的数控加工进给率规划方法，其特征在于，将进给率约束分为邻域无关约束和邻域相关约束，规划方法包括以下步骤：步骤一、预处理：参数曲线表示曲面加工路径，确定采样点位置及个数，求解机床各轴运动轨迹；步骤二、初始进给率直线生成：将设定的刀尖点最大进给率允许值作为采样点处的初始进给率值，构造初始进给率直线；步骤三、邻域无关约束下的进给率曲线生成，包括以下步骤：（a）计算各采样点处弦高差约束和分轴速度约束下的最大进给率允许值；（b）结合刀尖点最大进给率允许值，确定邻域无关约束下进给率曲线的超差区域 ，并计算超差点处进给率更新值；（c）运用曲线光滑变形，将进给率曲线从原始位置光滑变形到目标位置，得到邻域无关约束下的进给率曲线；步骤四、邻域相关约束下的进给率曲线生成，包括以下步骤：（a）根据当前生成的进给率曲线，计算各采样点处的分轴加速度值和分轴跃度值；（b）结合设定的分轴加速度极限值和分轴跃度极限值，确定邻域相关约束下进给率曲线的超差区域 ；（c）所有超差点对应的进给率值乘以一个相同的比例调节系数，得到超差点处新的进给率值，进一步得到超差点处新的分轴加速度值和分轴跃度值；（d）运用曲线光滑变形方法，将进给率曲线从原始位置光滑变形到目标位置，得到新的进给率曲线；（e）重复步骤四中的步骤（a）、（b）、（c）和（d），直至进给率曲线满足邻域相关约束，得到邻域相关约束下的进给率曲线，完成进给率规划。