多軸復雜體零件“降維打擊”的編程方式及其BP神經網絡優化

王鈞，李瑋，王周梅，劉斌，郭志偉，魏新宇

(西南林業大學機械與交通學院，云南昆明 650224)

0 前言

在數控編程中，四五軸編程是解決復雜零件加工的有效手段，甚至是葉輪等零件加工的必備手段。但是多特征體零件在四軸和五軸編程中因為其復雜的特征關系和復雜的矢量控制，一直是編程工程師的難題。許多CAM軟件沒有針對多軸加工提供足夠完善的解決方案，大多都需要使用者憑經驗進行變通處理，特別是復雜體零件。其主要原因就是四五軸的刀軸矢量不像三軸是固定不旋轉的，特別是五軸有兩個旋轉軸。控制好這兩個軸的合理擺動，并且做到加工中不干涉、不碰撞就顯得尤為重要。特別是在具有上千個特征和奇特曲面的復雜體中，既要完成復雜的刀路設計，還要保證其安全、可靠、不過切，一旦出現失誤，其加工就會出現嚴重的過切或者失誤，嚴重的會造成刀具斷裂、工件破壞和機床損壞。所以如何解決這一問題一直是編程工程師要面對的痛點和難題。基于以上問題，針對復雜零件加工，本文作者提出了一種新型的編程思路，將多軸刀路在空間維度上降低為2D生成刀路后又轉回3D，實現良好的四五軸編程方式，具體實施過程如圖1所示。并且使用MATLAB構建神經網絡來解釋難以用公式表達和描述的空間曲線變化規律,以滿足深入學習和開發的實際需求。

1 降維編程方法及思路

四五軸編程為了更好地控制刀軸的變化，大多通過點、線、輔助曲線、曲面和外形輪廓的方式進行刀路驅動,以完成加工的刀軌設計，也可以理解為四五軸的刀路情況取決于做出來的輔助面(線)的質量。……