数控加工自由曲面时刀具干涉的判别

发布日期:[08-04-25 21:23:25] 浏览人次:[]

能包含多个数据点,因此可能发生规则的条件部分相同、但结果不同的情况,即发生规则冲突。为解决此问题,可采用对规则加权的方法确定最终有效的规则。

根据模糊理论,可计算第k个规则条件部分为真的隶属度值,即

µk(x,y)=µAi(x)∧µBj(y)=min[µAi(x),µBj(y)]

记T为满足µk(x,y)≥0.5的(x,y,z)数据集,并令

e= ∑(xi,yi,zi)∈Tµk(xi,yi)zi
∑(xi,yi,zi)∈Tµk(xi,yi)

据此可确定模糊规则的结果为:e 值对应的最大隶属度值的区域为Cr

图2 刀具的特征点

3、刀具干涉的判别

  1. 刀具特征点的抽取
  2. 刀具干涉的判别
    对于图2所示刀具,取刀位点P作为刀具坐标系原点,并抽取若干点(xti,yti,zti)(i=1,2,…,m),作为刀具特征点。
    在采用球头铣刀进行三坐标数控加工时,刀位点(即CL点)P 在工件坐标系中的坐标值可由零件表面与刀具表面接触点(即CC点)沿法矢方向偏移刀具半径R 后求得。而刀具特征点在工件坐标系中的坐标为相对刀位点P 的坐标偏移量xti、yti和zti值。对于其它刀具形状,可采用类似方法计算出刀具特征点在不同CL点处的坐标值。
    当刀具特征点集位于由CC点构成的曲面上方时,无刀具干涉现象发生,否则判为有干涉现象发生。由CC点构成的曲面可通过上述方法表示为式(2)所示的模糊规则形式,设(xti,yti,zti)为某一刀具特征点,xti、yti的坐标值分别位于区间[aj,aj+1]和[bi,bi+1]内,由式(1)可分别计算出隶属度µAj(xti)、µAj+1(xti)和µBi(yti)、µBi+1(yti)。
    根据模糊规则清晰化方法,在CC点构成的曲面中,对应xti、yti坐标的z坐标值计算式为
    当zti≥z 时,表明刀具特征点位于曲面之上,无刀具干涉现象发生;当zti 当在某CC点处判定有刀具干涉现象发生时,对于刀具底面干涉,可更换较小尺寸的刀具;对于刀具侧面干涉,则需调整刀轴与曲面法向矢量的夹角大小以消除干涉,该角度值可采用遗传算法确定,具体方法可蔡锦达、李郝林所著《基于生物遗传学的机器人位姿控制方法》(发表与《应用科学学报》1999年第2期)中确定机器人位姿控制参数的计算方法。
    对于图2所示刀具,取刀位点P作为刀具坐标系原点,并抽取若干点(xti,yti,zti)(i=1,2,…,m),作为刀具特征点。
    在采用球头铣刀进行三坐标数控加工时,刀位点(即CL点)P 在工件坐标系中的坐标值可由零件表面与刀具表面接触点(即CC点)沿法矢方向偏移刀具半径R 后求得。而刀具特征点在工件坐标系中的坐标为相对刀位点P 的坐标偏移量xti、yti和zti值。对于其它刀具形状,可采用类似方法计算出刀具特征点在不同CL点处的坐标值。
    当刀具特征点集位于由CC点构成的曲面上方时,无刀具干涉现象发生,否则判为有干涉现象发生。由CC点构成的曲面可通过上述方法表示为式(2)所示的模糊规则形式,设(xti,yti,zti)为某一刀具特征点,xti、yti的坐标值分别位于区间[aj,aj+1]和[bi,bi+1]内,由式(1)可分别计算出隶属度µAj(xti)、µAj+1(xti)和µBi(yti)、µBi+1(yti)。
    根据模糊规则清晰化方法,在CC点构成的曲面中,对应xti、yti坐标的z坐标值计算式为
    当zti≥z 时,表明刀具特征点位于曲面之上,无刀具干涉现象发生;当zti 当在某CC点处判定
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