黎红石 樊留群 赵建华 黄云鹰

(①同济大学中德学院，上海200092；②沈阳机床(集团)设计研究院有限公司上海分公司，上海 200433)

五轴数控加工是获取高精度复杂曲面的有效手段之一，在船舶、汽车、航空航天等领域都有重要意义[1]，其中刀具路径规划则是保障加工质量的关键环节。常见的五轴加工采用单样条曲线进行插补[2]，利用微段平滑加工算法实现加工表面优化，但拟合算法无法区分三轴位置坐标和旋转轴角度信息，拟合得到的信息是位置和姿态互相影响的结果。双样条插补则提出将位于刀位文件中的刀尖点坐标与刀轴矢量分开，利用两条样条分别刻画这两类信息，以兼顾刀具在加工时位置和姿态两方面的表现[3-5]。除此还出现多样条的插补方法，来追求对加工路径更精确的控制[6]，但由此带来的计算量也会显著增加。本文借助于五轴加工标准测试样件S样件的刀位文件，采用文献[2]中的方法对数据点进行分段，针对其工件加工路径中采取单样条插补的数据点段，对其使用双样条插补，同时结合前瞻速度规划理论，实现完整的插补计算过程，再对插补结果进行分析对比，验证双样条插补的可行性和实用性。

1 刀位文件生成双样条曲线拟合方法的研究

1.1 双样条拟合

在现今五轴加工中，常使用的拟合工具为NURBS样条[7]。NURBS曲线主要由控制点和节点向量构成，样条拟合目标即控制点和节点向量的求解。双样条拟合则涉及到刀尖点和刀柄点两条样条的求解。……