基于横向特征线映射的速度规划优化方法

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在数控加工中,速度规划无论对于机床的加工效率,还是工件的加工质量都有重要的影响。基于速度区间进行速度规划是一种常用的速度规划方法,其原理是基于几何特征对刀路轨迹划分速度区间并在每个区间内规划统一的速度,目的是尽可能减小刀路上规划速度的波动程度,提高规划速度的连续性。传统速度规划方法将刀路轨迹上识别的特征点作为速度区间边界点来划分速度区间,由于特征点识别结果的不准确以及速度区间边界点被严格限制在刀位点上,造成了各条刀路上的速度区间边界点错位、某些刀路上的速度区间边界点缺失等问题,继而引发各条刀路上规划速度的不一致,对最终的表面加工质量产生不利的影响。为了解决速度区间边界点存在的上述问题,本文提出了基于横向特征线映射的速度区间边界点横向一致化方法,将横向特征线向刀路轨迹映射,得到的映射点作为速度区间边界点。横向特征线来自于识别的特征点,目的是为了克服特征点识别结果存在的问题;同时本文不再对速度区间边界点的位置进行限制,规定其可以位于刀路轨迹上任意位置。由于映射的保形性,速度区间边界点将严格按照横向特征线分布,各条刀路上速度区间边界点的一致化程度得到大幅提升,据此规划出来的速度在各条刀路上的一致性也得到相应提高。本文算法在曲面加工优化软件isurfine和华中9型数控系统中进行了仿真和实验验证,结果表明各条刀路上速度区间边界点的一致性有了大幅提高,据此得到的各条刀路上插补速度的一致性也得到了明显改善,证明了本方法的有效性。同时本算法稳定,计算耗时小,对于各类工件具有很好的适用性。
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