申请/专利权人：河北工业大学

申请日：2024-01-12

公开（公告）日：2024-04-19

公开（公告）号：CN117908463A

主分类号：G05B19/19

分类号：G05B19/19

优先权：

专利状态码：在审-实质审查的生效

法律状态：2024.05.07#实质审查的生效;2024.04.19#公开

摘要：本发明为一种基于流线场驱动的复杂曲面加工轨迹创成方法，首先获取复杂曲面的控制点与节点矢量，利用NURBS曲面方程构建参数化的复杂曲面；计算复杂曲面上各参数点处沿u、v方向的最优走刀方向，构建离散方向场；然后，将参数点处沿u、v方向的最优走刀方向视为不可压缩平面流场中的速度方向，根据平面流线性质反求流函数；最后，根据流函数构造流线，根据流线生成各条流线型刀触点轨迹；根据所有流线型刀触点轨迹生成最终的刀触点轨迹，考虑刀触点与刀位点之间的几何关系，根据刀触点坐标得到刀位点坐标，进而得到加工轨迹。该方法考虑不同曲率对加工带宽的影响，对轨迹进行精确计算，同时删除刀具路径与曲面边缘可能产生碰撞的路径和无效路径，有效减少路径长度。

主权项：1.一种基于流线场驱动的复杂曲面加工轨迹创成方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：步骤1：获取复杂曲面的控制点与节点矢量，根据控制点与节点矢量利用NURBS曲面方程构建参数化的复杂曲面；步骤2：计算复杂曲面上各参数点处沿u、v方向的最优走刀方向；步骤3：将参数点处沿u、v方向的最优走刀方向视为不可压缩平面流场中的速度方向，根据平面流线性质反求流函数；步骤4：生成各条流线型刀触点轨迹；4.1根据流函数构造流线，以某一流线与参数域边界的交点作为初始种子点，根据建立微分方程，其中通过四阶龙格库塔法求解微分方程，追踪得到经过初始种子点的流线路径；将经过初始种子点的流线路径反向映射至加工曲面上，得到初始流线型刀触点轨迹；4.2根据初始流线型刀触点轨迹构建初始路径样条插值曲线，根据初始路径样条插值曲线计算各路径点处的曲率；当曲率为0时，路径点处的加工带宽L为： 曲率为正时，路径点处的加工带宽为： 曲率为负时，路径点处的加工带宽为： 式中，R为路径点处的曲率半径，r为刀具半径，h为残留高度；根据式10求得参数点处沿u、v方向的参数增量Δu和Δv； 式中，n为参数点处的法向量；4.3在原参数点的u、v方向上分别加上参数增量Δu和Δv，得到新参数点；根据式4分别计算原参数点和新参数点的流函数值，将最小流函数值差值对应的新参数点为新种子点，重复步骤4.1～4.3，追踪得到所有流线型刀触点轨迹；步骤5：根据所有流线型刀触点轨迹生成最终的刀触点轨迹；步骤6：考虑刀触点与刀位点之间的几何关系，根据式11得到各刀位点坐标，进而得到加工轨迹； 式中，O为刀位点坐标，P为刀触点坐标，x为单位切向矢量，z为单位法向量，d1为刀触点到刀轴的距离，d2为刀触点沿刀轴到刀尖的距离，λ为刀轴与单位法向量z的夹角，ω为切平面内刀轴的投影线与单位切向矢量x的夹角。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 河北工业大学 基于流线场驱动的复杂曲面加工轨迹创成方法

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