【摘要】：隨著數(shù)控技術(shù)的不斷進(jìn)步,五軸數(shù)控機(jī)床無論是在加工效率還是加工精度上都有了質(zhì)的飛躍。而五軸加工刀具路徑擬合及其插補(bǔ)技術(shù)是影響五軸加工數(shù)控機(jī)床性能的關(guān)鍵技術(shù),因此該技術(shù)的研究對于五軸加工數(shù)控機(jī)床的發(fā)展將是意義空前的。本文從五軸加工刀具路徑擬合方法以及NURBS曲線插補(bǔ)算法入手,提出了五軸雙NURBS刀具路徑擬合及其插補(bǔ)算法。在研究了已有的五軸加工刀具路徑擬合方法之后,利用NURBS曲線的性質(zhì),將有理運(yùn)動法的思想運(yùn)用到雙B樣條曲線擬合方法中,通過對偶四元數(shù)描述剛體空間運(yùn)動,利用對偶四元數(shù)空間插值出的B樣條對偶四元數(shù)曲線描述有理B樣條運(yùn)動,最終映射到三維空間便得到等距雙NURBS刀具路徑。利用De-Boor算法完成了對B樣條和NURBS曲線上點(diǎn)和導(dǎo)矢的快速計(jì)算。在插補(bǔ)點(diǎn)曲線參量計(jì)算上采用了目前使用比較多的二階泰勒展開公式近似的方法,并對弦誤差受限的自適應(yīng)速度進(jìn)行了推導(dǎo)。在插補(bǔ)前瞻模塊,給出了NURBS曲線速度敏感點(diǎn)的分類以及尋找方法,并采用七段速度軌跡規(guī)劃方法對曲線段進(jìn)行速度規(guī)劃。針對由于曲線段較短可能出現(xiàn)的速度軌跡規(guī)劃交叉,給出了規(guī)劃交叉的全部情況及相應(yīng)的速度軌跡規(guī)劃解決方法,最后對整條NURBS曲線的速度軌跡規(guī)劃進(jìn)行了分析。在分析了五軸加工數(shù)控機(jī)床的運(yùn)動學(xué)逆解之后,給出了五軸加工數(shù)控機(jī)床的全部類型,并以雙轉(zhuǎn)臺五軸加工數(shù)控機(jī)床為例,分析了其逆解結(jié)果。最終將NURBS曲線直接插補(bǔ)算法運(yùn)用到生成的等距雙NURBS刀具路徑中,便得到了五軸雙NURBS刀具路徑插補(bǔ)算法。最后,對本文算法進(jìn)行仿真研究,可以看出得到的刀具路徑光滑,插補(bǔ)速度,加速度平滑性好,同時滿足機(jī)床的限定要求。
【學(xué)位授予單位】：合肥工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG659
【圖文】：

圖 2. 13 空間直線運(yùn)動的螺旋表示Fig 2.13 Helix representation of line motion in space偶四元數(shù)的值，需要確定螺旋軸 is 和螺旋角 i ，它們計(jì)算11 iii l lsl l0 01 11 121 arccos( ) arccos( )1 ( )i ii i ii l l l ll l l ll l我們可以將直線的空間自由運(yùn)動的對偶四元數(shù)表示推廣到點(diǎn)空間中一剛體，把它簡化成上面一點(diǎn) p 和與軸線平行的直點(diǎn)線從1 pl 運(yùn)動到 ipl ，用螺旋運(yùn)動的方式描述就是點(diǎn)線從 0i ，后沿 和 il 的公法線平移id ，后轉(zhuǎn)動i 角運(yùn)動到 ，

圖 2. 13 空間直線運(yùn)動的螺旋表示Fig 2.13 Helix representation of line motion in space四元數(shù)的值，需要確定螺旋軸 is 和螺旋角 i ，它們計(jì)算11 iii l lsl l0 01 11 121 arccos( ) arccos( )1 ( )i ii i ii l l l ll l l ll l們可以將直線的空間自由運(yùn)動的對偶四元數(shù)表示推廣到間中一剛體，把它簡化成上面一點(diǎn) p 和與軸線平行的直線從1 pl 運(yùn)動到 ipl ，用螺旋運(yùn)動的方式描述就是點(diǎn)線從0i ，后沿 和 il 的公法線平移id ，后轉(zhuǎn)動i 角運(yùn)動到

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2731692