BC雙擺頭五軸電熱絲熱熔雕刻機弧面雕刻路徑規劃*

雷 潤，胡 琴，蔡振華

(武漢理工大學自動化學院，武漢 430070)

0 引言

隨著計算機技術、信息技術、自動化技術等技術應用越來越廣泛，生產制造中產生了計算機數控雕刻技術，大大地降低了傳統雕刻的學習成本并提高了加工產品的質量和精度[1-2]。雕刻機實質上是數控機床的一種應用，許多學者和企業在數控機床的結構和種類上開展了大量的創新研究和實踐工作，設計了更好的適用于加工的雕刻機結構和可實現多軸聯動的高級數控系統。如馬雄鋒、BANGSE等[3-4]研究了多聯動數控雕刻機的結構設計，完成對設備的坐標軸運動進行分配和整體布局的設計，實現了各軸的高精度運動，并且提升了其安全性能。

針對曲面加工，目前的研究提出了多種曲面建模方法和路徑規劃方法。包括數控系統分析[5]，建立曲面零件模型，加工工藝分析等方式[6]，提高了雕刻加工的質量和效率。如范立成等[7]研制了一種新型雙刀具并行磨削的CNC系統，并提出了一種雙磨針并行磨削雕刻曲面的路徑規劃算法。KUMAZAWA等[8]提出了一種用于三軸曲面加工的高效球頭銑刀軌跡生成方法，使得刀具總軌跡長度更短。對于型腔零件的加工，走刀策略決定了此類零件的加工效率和加工質量，刀具路徑的主要區別在于走刀方策略的不同[9-10]。如NUODI等[11]提出了一種改進的基于中軸變換的螺旋刀軌生成方法，以減小刀軌總長度，提高加工性能，但計算量較大。

面向弧面泡沫工件的投影雕刻應用，采用BC雙擺頭五軸雕刻機，在主軸加裝電熱絲雕刻刀進行立體雕刻加工，不僅能大面積祛除材料，還能兼顧輪廓精度，可一次性完成粗銑和精銑，大大提高雕刻效率。……