眼鏡鏡片尖邊輪廓的五軸數(shù)控加工

李宏濤，項(xiàng)華中*，鄭澤希，丁琦慧，張 欣，王 彭，張大偉，莊松林

（1.上海理工大學(xué) 健康科學(xué)與工程學(xué)院，上海 200093；2.上海理工大學(xué) 機(jī)械工程學(xué)院，上海 200093；3.上海理工大學(xué) 光電信息與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，上海 200093）

1 引言

目前，關(guān)于工業(yè)加工流程的優(yōu)化方法多集中于加工路徑的設(shè)計(jì)和刀軸矢量的約束優(yōu)化。非均勻有理B 樣條（Non-Uniform Rational B-spline，NURBS）曲線擬合算法［1］可以精確表示二次曲線曲面，為自由曲線的精確表示提供了基礎(chǔ)，已經(jīng)成為工業(yè)產(chǎn)品中幾何定義的STEP 標(biāo)準(zhǔn)，并在刀具路徑優(yōu)化中起到重要作用［2］。

現(xiàn)代數(shù)控加工（Computer Numerical Control，CNC）加工期望含有曲線曲面的刀具路徑都能以可編輯參數(shù)形式表達(dá)，可以對(duì)刀軌曲線直接進(jìn)行實(shí)時(shí)參數(shù)化調(diào)整，因此，對(duì)通用CAD/CAM系統(tǒng)輸出的離散化刀具路徑的平滑優(yōu)化具有深遠(yuǎn)的工程意義［3］。董艇艦［4］在航空發(fā)動(dòng)氣壓機(jī)葉片加工中為重構(gòu)葉片截面曲線，利用三次B 樣條曲線整體逼近擬合的方法提高了葉片的精確性。陳良基在計(jì)算機(jī)輔助控制五軸數(shù)控機(jī)床進(jìn)行刀具路徑規(guī)劃的過程中，針對(duì)密集離散刀具數(shù)據(jù)點(diǎn)提出了一種剪切跳躍特征點(diǎn)的NURBS 擬合方法，去除了大量原始離散數(shù)據(jù)點(diǎn)，較好地保證了擬合精度［5］。Prabha［6］利用樣條擬合的方法，在Solidworks 軟件中對(duì)汽輪機(jī)葉片截面進(jìn)行了模型重建，并通過編寫后處理程序在五軸數(shù)控機(jī)床上對(duì)葉片進(jìn)行加工。肖建新在雙NURBS 曲線軌跡的基礎(chǔ)上求解五軸CNC 的非線性效應(yīng)，生成平滑的插補(bǔ)數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)加工效率、質(zhì)量和加工精度的均衡提升［7］。上述研……