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公开(公告)号：CN107247444B
公开(公告)日：2019-03-22
申请号：CN201710366275.0
申请日：2017-05-22
申请人： 华中科技大学 , 武汉华中数控股份有限公司
IPC分类号： G05B19/19
摘要： 一种用于生成曲面无干涉五轴加工轨迹的投影算法，属于铣削加工技术领域，目的在于保证最终的刀触点位于原始工件曲面上，提高加工精度并保证较好的加工表面质量。本发明选取刀具投影在三角片模型上的刀触点作为初始点；计算初始点到工件曲面的最短距离及在工件曲面上的对应点；建立过对应点在工件曲面上的切平面；执行刀具向切平面投影，得到切平面上的投影点；对收敛震荡问题，执行调整搜索步长算法；输出切平面上满足误差的投影点作为刀触点。本发明受Newton‑Raphson算法启发，采用基于切平面不断迭代的方法，保证刀触点在原始工件曲面上，提高了刀触点的计算精度。
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公开(公告)号：CN107450472A
公开(公告)日：2017-12-08
申请号：CN201710769352.7
申请日：2017-08-31
申请人： 华中科技大学 , 武汉华中数控股份有限公司
IPC分类号： G05B19/19
CPC分类号： G05B19/19 , G05B2219/35349
摘要： 本发明公开了一种基于三次Bezier曲线插值实现刀具轨迹参数弧长化的方法，包括以下步骤：(1)基于三次Bezier曲线进行预拟合；(2)将插值曲线转换成一条整体B样条曲线，对整体B样条曲线进行等参数采样；(3)计算采样点的弧长参数，建立以弧长参数为变量的目标函数；(4)利用ELSPIA算法求解目标函数，得到近似参数弧长化的B样条，且B样条同时满足chord error约束、保型约束和较少的控制点的加工要求；本发明提高了刀具轨迹B样条拟合算法的效率；实现了参数弧长化，且初始样条曲线满足chord error约束和保型约束，减少加工中存在的速度波动，有效改善刀具轨迹的形状缺陷和误差不满足的现象。
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公开(公告)号：CN109062137B
公开(公告)日：2019-12-06
申请号：CN201810852518.6
申请日：2018-07-28
申请人： 华中科技大学 , 武汉华中数控股份有限公司
IPC分类号： G05B19/19
摘要： 本发明属于计算机辅助加工相关技术领域，其公开了一种基于刀轴稳定性的五轴B样条刀轨弧长参数化方法，该方法包括以下步骤：(1)依次在相邻两刀位点之间建立三次Bezier曲线；(2)对相邻两刀位点之间的三次Bezier曲线进行等参采样，以得到刀位点样条采样点；(3)计算刀位点样条采样点的弧长参数，以作为六维空间的目标采样点的弧长参数，并计算刀位点的刀轴矢量及弧长参数；(4)计算与刀位点样条采样点对应的刀轴点样条采样点，继而获得六维空间的目标采样点；(5)依据六维空间的目标采样点及弧长参数来建立目标函数，由此求得近似弧长参数化的五轴B样条刀具轨迹。本发明减少了加工中的速度波动，且提高了加工质量及效率。
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公开(公告)号：CN107491034B
公开(公告)日：2020-02-21
申请号：CN201710748234.8
申请日：2017-08-28
申请人： 华中科技大学 , 武汉华中数控股份有限公司
IPC分类号： G05B19/19
摘要： 本发明属于铣削加工领域，并公开了一种基于协变场泛函的刀轴矢量优化方法。该方法包括下列步骤：(a)确定实际加工中待优化刀轴矢量应满足的加工需求，将加工需求转化为目标协变场泛函和约束协变场泛函；(b)对所述协变场泛函进行加权求和，由此得到所述待优化刀轴矢量的优化模型；(c)对所述模型进行离散并进行求解得到优化后的刀轴矢量。通过本发明，保证刀轴矢量和加工轨迹的光顺，避免刀具与工件的过切或碰撞，适用于不同参数化的工件曲面，且加工精度高，加工工件表面质量好。
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公开(公告)号：CN107450471B
公开(公告)日：2019-06-11
申请号：CN201710769266.6
申请日：2017-08-31
申请人： 华中科技大学 , 武汉华中数控股份有限公司
IPC分类号： G05B19/19
摘要： 本发明公开了一种基于三次PH曲线插值实现刀具轨迹参数弧长化的方法，包括如下步骤：(1)采用三次PH曲线对两相邻数据点进行局部插值，得到若干条三次PH曲线，由各相邻数据点之间PH曲线的集合构成插值曲线；(2)将插值曲线转换成一条整体B样条曲线，对整体B样条曲线进行等参数采样；(3)计算采样点的弧长参数，建立以弧长参数为变量的目标函数；(4)利用ELSPIA算法求解目标函数，得到近似参数弧长化的B样条；本发明提供的这种参数弧长化的方法，对整体的B样条等参数采样，提高了刀具轨迹B样条拟合算法的效率，并实现了参数弧长化，减少加工中存在的速度波动，可有效改善刀具轨迹形状缺陷和误差不满足的现象。
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公开(公告)号：CN106873529B
公开(公告)日：2018-12-28
申请号：CN201710158712.X
申请日：2017-03-17
申请人： 华中科技大学 , 武汉华中数控股份有限公司
IPC分类号： G05B19/408
摘要： 本发明属于铣削加工相关技术领域，其公开了一种五轴加工轨迹中刀具圆环体向三角片的边投影的算法，其包括以下步骤：(1)判断刀具圆环体向三角片的边投影的特殊情况，若存在特殊情况，则转至步骤(5)，否则转至步骤(2)；(2)根据第一几何约束条件来确定初始迭代角度；(3)基于第二几何约束条件及第三几何约束条件来计算及离散初始迭代角度区域，以确定较优初始迭代角度；(4)基于第二几何约束条件及第三几何约束条件，采用割线法搜索最优角度，若成功则转至步骤(5)，否则结束；(5)依据搜索到的所述最优角度计算出刀触点。本发明提供的算法利用三个几何约束条件计算出较优的初始迭代点和精确的搜索梯度，提高了刀触点计算效率。
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公开(公告)号：CN106873529A
公开(公告)日：2017-06-20
申请号：CN201710158712.X
申请日：2017-03-17
申请人： 华中科技大学 , 武汉华中数控股份有限公司
IPC分类号： G05B19/408
CPC分类号： G05B19/4086 , G05B2219/35356
摘要： 本发明属于铣削加工相关技术领域，其公开了一种五轴加工轨迹中刀具圆环体向三角片的边投影的算法，其包括以下步骤：(1)判断刀具圆环体向三角片的边投影的特殊情况，若存在特殊情况，则转至步骤(5)，否则转至步骤(2)；(2)根据第一几何约束条件来确定初始迭代角度；(3)基于第二几何约束条件及第三几何约束条件来计算及离散初始迭代角度区域，以确定较优初始迭代角度；(4)基于第二几何约束条件及第三几何约束条件，采用割线法搜索最优角度，若成功则转至步骤(5)，否则结束；(5)依据搜索到的所述最优角度计算出刀触点。本发明提供的算法利用三个几何约束条件计算出较优的初始迭代点和精确的搜索梯度，提高了刀触点计算效率。
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公开(公告)号：CN107450471A
公开(公告)日：2017-12-08
申请号：CN201710769266.6
申请日：2017-08-31
申请人： 华中科技大学 , 武汉华中数控股份有限公司
IPC分类号： G05B19/19
CPC分类号： G05B19/19 , G05B2219/35349
摘要： 本发明公开了一种基于三次PH曲线插值实现刀具轨迹参数弧长化的方法，包括如下步骤：(1)采用三次PH曲线对两相邻数据点进行局部插值，得到若干条三次PH曲线，由各相邻数据点之间PH曲线的集合构成插值曲线；(2)将插值曲线转换成一条整体B样条曲线，对整体B样条曲线进行等参数采样；(3)计算采样点的弧长参数，建立以弧长参数为变量的目标函数；(4)利用ELSPIA算法求解目标函数，得到近似参数弧长化的B样条；本发明提供的这种参数弧长化的方法，对整体的B样条等参数采样，提高了刀具轨迹B样条拟合算法的效率，并实现了参数弧长化，减少加工中存在的速度波动，可有效改善刀具轨迹形状缺陷和误差不满足的现象。
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公开(公告)号：CN107942935B
公开(公告)日：2019-07-23
申请号：CN201711164498.5
申请日：2017-11-21
申请人： 华中科技大学 , 武汉华中数控股份有限公司
IPC分类号： G05B19/404
摘要： 本发明属于铣削加工领域，并公开了一种基于加工公差反推刀位点公差和刀轴矢量公差的方法。该方法包括下列步骤：(a)预设刀具半径，刀具圆角半径及刀具轨迹加工公差；(b)建立刀触点、刀位点与刀轴单位矢量的关系方程；(c)假设刀具前倾角固定为30°、加工误差由刀具沿刀触点法矢方向偏移产生,建立加工误差与刀位点误差、刀轴矢量误差之间的关系式；(d)求解刀位点公差和刀轴矢量公差。本发明根据已知的加工公差，自动计算出刀位点和刀轴矢量合理的公差；实现经由五轴轨迹的精度控制，严格保证零件的加工精度。
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公开(公告)号：CN107450472B
公开(公告)日：2019-06-07
申请号：CN201710769352.7
申请日：2017-08-31
申请人： 华中科技大学 , 武汉华中数控股份有限公司
IPC分类号： G05B19/19
摘要： 本发明公开了一种基于三次Bezier曲线插值实现刀具轨迹参数弧长化的方法，包括以下步骤：(1)基于三次Bezier曲线进行预拟合；(2)将插值曲线转换成一条整体B样条曲线，对整体B样条曲线进行等参数采样；(3)计算采样点的弧长参数，建立以弧长参数为变量的目标函数；(4)利用ELSPIA算法求解目标函数，得到近似参数弧长化的B样条，且B样条同时满足chord error约束、保型约束和较少的控制点的加工要求；本发明提高了刀具轨迹B样条拟合算法的效率；实现了参数弧长化，且初始样条曲线满足chord error约束和保型约束，减少加工中存在的速度波动，有效改善刀具轨迹的形状缺陷和误差不满足的现象。
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