复杂曲面加工刀具路径

截面线加工方法
截面线刀具轨迹规划方法对 走刀路线的控制灵活，所生 成的刀具轨迹相对均匀，从 而加工效率有所提高，适合 于参数线分布不均匀的曲面 加工、型腔加工及复杂组合 曲面的加工。但是需要进行 求交运算，算法复杂，计算 量大。
刀具路径研究规划现状
近些年来为了解决5五轴加工中的一些问题，又提出了一
等参数线加工方法
这种方法的特点是计算里小，但 由于参数空间与笛卡儿空间的非 线性关系，曲面上的参数分别不 均匀.在确定相邻轨迹的行间距 时， 要根据所在行的最大残留高度确 定，在曲面其它区域导致行距过 小，加工效率较低。 因此，此方法适应于曲面参数分 布均匀的情况。
截面线加工方法
该方法是在计算过程中，将刀具与被加工曲面的接 触点(CC点)始终约束在另外一组曲面内，即用一组 约束曲面与被加工曲面的截交线作为接触点路径来 生成刀具路径。
polyhedral models and cloud of points） • 区域刀具轨迹规划法（Region based tool path generation） • 组合曲面刀具轨迹规划法（Compound surface machining）
等残留高度法
等残留高度刀具轨迹规划方法是近年来一些学者提出的 另外一种刀具轨迹规划方法。它的基本思想是由曲面上 一条已知曲线S(i) (首条一般取最长边界)作为初始刀 具轨迹计算下一条刀具轨迹线S(+11)，刀具轨迹线 S(i+l)总是在前条轨迹S(i)基础上计算出来，计算的原 则就是保持相邻轨迹之间的残留高度为某一常数，该常 数小于给定误差.
基于APT(APT一Based)的路径规划方法
缺点：为了控制加工误差，每一刀步中均要进行反复的迭代 运算以确定正确的刀位，迭代计算费时且在不规则的曲面 情况下不能保证迭代收敛。
优点:刀具的路径完全由零件面和导动面决定，因此可以沿 着任何方向来规划刀具的路径，同时可以保证不产生干涉 现象。
Baidu Nhomakorabea
笛卡尔坐标空间规划方法
投入到这项研究中。刀具路径规划是复杂曲面加 工过程中需要解决的关键技术之一，刀具路径规 划是否合理直接关系到能否在误差允许范围内获 得最大的加工效率。
传统的刀具路径规划方法
传统的数控加工中的刀具路径规划是在数控编 程中完成的，当前数控编程广泛采用计算机辅 助自动编程方式。在自动编程系统中，针对复 杂曲面零件，刀具路径的规划方法主要有： • 基于APT(APT一Based)的路径规划方法 • 笛卡尔坐标空间规划方法 • 等参数线加工方法 • 截面线加工方法
些新的刀具路径生成技术，这些问题包括：如何降低仿真
和加工时间；组合曲面、非参数曲面加工路径的生成等； • 等残留高度法（iso-scallop tool paths planning） • 曲率匹配加工法（Curvature matched machining） • 基于等光照度刀具轨迹规划法（Isophote based methods） • 构型空间法（Configuration space methods） • 多面体模型和点云刀具轨迹规划方法（Methods for
最大值，行距大小根据曲面状况而动态的调整，提高了 加工效率和表面质量。从理论上讲，这是一种非常理想 的方法，但是还存在一些问题。
其他方法
• 曲率匹配加工法（Curvature matched machining） 通过切削刀具和工件在切削接触点的曲率匹配来规划刀具路径和对刀 具定位的方法
• 基于等光照度刀具轨迹规划法（Isophote based methods） 通过曲面光照度对曲面进行区域划分，生成刀具路径的方法
等残留高度法
等残留高度刀具轨迹规划方法与其它轨迹规划方法相比， 加工效率和加工表面质量都大大提高了。这是因为对于 等参数线和等截面线等轨迹规划方法，相邻刀具轨迹线 的切削宽度是根据其相邻轨迹线之间的最大残留高度的 点确定的，它们的间隔只能取一常数(参数的等增重或 平面距离的等增童).由于曲面各点处的局部状况是彼此 不同的，这就使加工精度沿加工路径的分布呈现不均匀 性。为了保证最大残留高度误差满足要求而使走刀在大 部分区域趋于保守，降低了加工效率。而等残留高度刀 具轨迹规划法根据加工点局部曲面情况来计算刀触点， 使每一个点的加工残留高度根据曲面局部情况取得
主要思想：先在笛卡尔坐标系的XY 平面中规划刀具的路径，一般是XY 平面中的一列平行直线:然后将这 些直线反投影到曲面上得到曲面上 的刀具路径。这种方法的缺点是要 求在整个零件表面搜索可能与刀具 相干涉的点，计算量较大。
等参数线加工方法
这是一种最常用的刀具轨迹 规划方法.它的算法基本的 思想是在双参数自由曲面上， 令其中一个参数保持不变， 另一个参数变化而形成加工 轨迹曲线，以这样一组等参 数线作为刀具轨迹线。
复杂曲面加工刀具路径 规划研究现状
汇报人：秦令剑 导师：曹利新 日期：2012-6-24
目录 contents
• 刀具路径规划在复杂曲面加工中的应用 • 传统的刀具路径规划方法 • 刀具路径研究规划现状 • 刀具路径规划中的干涉 • 刀具路径规划的评价标准
刀具路径规划在复杂曲面加工中的应用
随着制造业的迅速发展，越来越多的复杂曲面被 应用于航空、汽车、造船及电子产品等行业之中， 如空气动力学的飞机轮廓、汽车车身、涡轮机桨 叶和手机外壳等。由于这些产品的设计变得越来 越复杂，导致产品的加工过程变得更加困难且费 时。因此，如何提高这些特殊产品加工的效率和 精确度成为亟待解决的问题，越来越多的人
基于APT(APT一Based)的路径规划方法
APT：Automatically Programmed Tool 自动程序控制刀具系统
1950s出现，1970s被广泛使用，至今任然是一个重要的国际 标准。
在基于APT的路径规划方法中， 刀具的移动路线由一系列称之 为导动面D(drive surface)的 曲面来定义。其主要思想是: 在加工过程中，通过控制刀具 的运动，使之同时与导动面和 零件面保持接触，使刀具按照 正确的运动轨迹运动。