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机械设计与研究2024年第05期:面向数控机床的等距双NURBS刀具轨迹插补技术

来源:期刊VIP网 时间:


作者:伍倪燕;陈琪;刘培涛;梁小晓;

单位:宜宾职业技术学院智能制造学院;四川轻化工大学计算机科学与工程学院;

摘要:五轴数控机床具备两个旋转轴,加工柔性好、加工效率高,但同时其几何误差与空间误差存在复杂耦合关系,导致刀具的运动精度较差。为了保持刀具具有较为精准的运动轨迹,提出面向数控机床的等距双NURBS刀具轨迹插补技术。考虑到待切削工件表面的形状和特性,通过线性微分方程精确地描述待切削工件复杂的三维曲面形状,并利用初始插值点权重改变初始插值点的位置和权重,生成平滑度较高的刀具路径。在此基础上,通过NURBS曲线参数推导,实现五轴数控切削加工刀具轨迹插补。实验结果表明:设计的刀轨控制方法可以将刀轴点轨迹误差控制在-2×10~(-3) mm~2×10~(-3) mm之间,且控制精度高、效果好。可以实现刀具的精确运动和姿态调整。

关键词:刀具轨迹;;切削加工刀轨控制;;五轴数控;;等距双NURBS;;轨迹插补

基金资助:教育部职业院校信息化教学指导委员会2022年度数字化转型行动研究课题(KT22510);; 国家自然科学基金资助项目(51365524);; 宜宾职业技术学院塔吊电机智能制造技术中心基金资助项目(ybzyzokypt10)