公开(公告)号：CN107491034B

公开(公告)日：2020-02-21

申请号：CN201710748234.8

申请日：2017-08-28

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉华中数控股份有限公司

Inventor： 李振瀚 ,  李喜艳 ,  杨帆 ,  干力雄 ,  颜昌亚 ,  闵康 ,  杨方召

IPC: G05B19/19

Abstract: 本发明属于铣削加工领域，并公开了一种基于协变场泛函的刀轴矢量优化方法。该方法包括下列步骤：(a)确定实际加工中待优化刀轴矢量应满足的加工需求，将加工需求转化为目标协变场泛函和约束协变场泛函；(b)对所述协变场泛函进行加权求和，由此得到所述待优化刀轴矢量的优化模型；(c)对所述模型进行离散并进行求解得到优化后的刀轴矢量。通过本发明，保证刀轴矢量和加工轨迹的光顺，避免刀具与工件的过切或碰撞，适用于不同参数化的工件曲面，且加工精度高，加工工件表面质量好。

公开(公告)号：CN107450471B

公开(公告)日：2019-06-11

申请号：CN201710769266.6

申请日：2017-08-31

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉华中数控股份有限公司

Inventor： 李振瀚 ,  闵康 ,  杨方召 ,  杨琰昳 ,  杨帆 ,  张玉明 ,  黄璐璐

IPC: G05B19/19

Abstract: 本发明公开了一种基于三次PH曲线插值实现刀具轨迹参数弧长化的方法，包括如下步骤：(1)采用三次PH曲线对两相邻数据点进行局部插值，得到若干条三次PH曲线，由各相邻数据点之间PH曲线的集合构成插值曲线；(2)将插值曲线转换成一条整体B样条曲线，对整体B样条曲线进行等参数采样；(3)计算采样点的弧长参数，建立以弧长参数为变量的目标函数；(4)利用ELSPIA算法求解目标函数，得到近似参数弧长化的B样条；本发明提供的这种参数弧长化的方法，对整体的B样条等参数采样，提高了刀具轨迹B样条拟合算法的效率，并实现了参数弧长化，减少加工中存在的速度波动，可有效改善刀具轨迹形状缺陷和误差不满足的现象。

公开(公告)号：CN106873529B

公开(公告)日：2018-12-28

申请号：CN201710158712.X

申请日：2017-03-17

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉华中数控股份有限公司

Inventor： 李振瀚 ,  李喜艳 ,  杨帆 ,  杨方召 ,  闵康 ,  陈吉红

IPC: G05B19/408

Abstract: 本发明属于铣削加工相关技术领域，其公开了一种五轴加工轨迹中刀具圆环体向三角片的边投影的算法，其包括以下步骤：(1)判断刀具圆环体向三角片的边投影的特殊情况，若存在特殊情况，则转至步骤(5)，否则转至步骤(2)；(2)根据第一几何约束条件来确定初始迭代角度；(3)基于第二几何约束条件及第三几何约束条件来计算及离散初始迭代角度区域，以确定较优初始迭代角度；(4)基于第二几何约束条件及第三几何约束条件，采用割线法搜索最优角度，若成功则转至步骤(5)，否则结束；(5)依据搜索到的所述最优角度计算出刀触点。本发明提供的算法利用三个几何约束条件计算出较优的初始迭代点和精确的搜索梯度，提高了刀触点计算效率。

公开(公告)号：CN106873529A

公开(公告)日：2017-06-20

申请号：CN201710158712.X

申请日：2017-03-17

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉华中数控股份有限公司

Inventor： 李振瀚 ,  李喜艳 ,  杨帆 ,  杨方召 ,  闵康 ,  陈吉红

IPC: G05B19/408

CPC classification number: G05B19/4086 ,  G05B2219/35356

Abstract: 本发明属于铣削加工相关技术领域，其公开了一种五轴加工轨迹中刀具圆环体向三角片的边投影的算法，其包括以下步骤：(1)判断刀具圆环体向三角片的边投影的特殊情况，若存在特殊情况，则转至步骤(5)，否则转至步骤(2)；(2)根据第一几何约束条件来确定初始迭代角度；(3)基于第二几何约束条件及第三几何约束条件来计算及离散初始迭代角度区域，以确定较优初始迭代角度；(4)基于第二几何约束条件及第三几何约束条件，采用割线法搜索最优角度，若成功则转至步骤(5)，否则结束；(5)依据搜索到的所述最优角度计算出刀触点。本发明提供的算法利用三个几何约束条件计算出较优的初始迭代点和精确的搜索梯度，提高了刀触点计算效率。

公开(公告)号：CN109343468B

公开(公告)日：2020-07-14

申请号：CN201811248482.7

申请日：2018-10-25

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 李振瀚 ,  张玉明 ,  李喜艳 ,  杨方召 ,  黄璐璐 ,  陈吉红

IPC: G05B19/19 ,  G05B19/4099

Abstract: 本发明属于铣削加工领域，并公开了一种基于投影偏置的叶片多轴轨迹生成方法。该方法包括下列步骤：(a)对于待处理叶片曲面，将其作为原始曲面进行离散获得该原始曲面的网格模型，将该网格模型进行偏置，以此获得待处理叶片偏置后的网格模型；(b)对偏置后的网格模型上计算加工待处理叶片的刀触点轨迹，根据该刀触点轨迹计算刀位点轨迹,将该刀位点轨迹投影到原始曲面或原始曲面的网格模型上，以此获得待处理叶片加工轨迹。通过本发明，避免轨迹规划中的干涉问题，适用于所有的APT刀具和任意曲面的多轴加工，避免迭代搜索刀轴，保证生成的加工轨迹形状与曲面的加工区域一致，保证刀轴的稳定性和加工轨迹的光顺性，提高加工精度和加工效率。

公开(公告)号：CN110096034B

公开(公告)日：2020-06-09

申请号：CN201910344485.9

申请日：2019-04-26

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 陈吉红 ,  李振瀚 ,  杨方召 ,  张玉明 ,  闵康 ,  胡鹏程

IPC: G05B19/4099

Abstract: 本发明属于计算机辅助加工相关技术领域，其公开了一种基于投影算法的三轴刀具轨迹曲面横向信息的重构方法，该重构方法包括以下步骤：(1)根据刀位文件记录每一个刀位点的索引，并按照KD‑Tree结构进行存储；(2)基于步骤(1)存储的数据寻找每一个刀位点的邻轨投影点，并将所述邻轨投影点与对应的刀位点进行配对及储存，由此得到所有刀位点与对应的邻轨投影点配对组成的刀具轨迹曲面的横向信息；其中，所述邻轨投影点为相邻刀具轨迹上距离种子点最近的点，该刀具轨迹曲面为刀具轨迹中包含所有刀位点的曲面。本发明无需重构曲面，减小了计算负担，考虑了刀具轨迹的横向信息，优化效果较好，适用性较强。

公开(公告)号：CN108803479B

公开(公告)日：2019-11-22

申请号：CN201810744974.9

申请日：2018-07-09

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 李振瀚 ,  张玉明 ,  黄璐璐 ,  杨方召 ,  陈吉红

IPC: G05B19/19

Abstract: 本发明属于铣削加工领域，并具体公开了一种固定B角的刀轴优化方法及系统，其首先建立固定B角的刀轴矢量计算坐标系，再将机床坐标系下的刀轴矢量转换至刀轴矢量计算坐标系，获得转换后的关于旋转角的刀轴矢量，然后根据转换后的关于旋转角的刀轴矢量，将刀轴矢量原始优化模型转换为以旋转角为优化变量的优化模型，最后根据以旋转角为优化变量的优化模型求解得到优化后的刀轴矢量。本发明计算得到的优化后的刀轴矢量在机床上运行更平稳，加工出来的曲面更光滑，工件表面质量好，可有效避免因机床的旋转轴刚性较弱而容易产生较大振动的问题。

公开(公告)号：CN110096034A

公开(公告)日：2019-08-06

申请号：CN201910344485.9

申请日：2019-04-26

Applicant: 华中科技大学

Inventor： 陈吉红 ,  李振瀚 ,  杨方召 ,  张玉明 ,  闵康 ,  胡鹏程

IPC: G05B19/4099

Abstract: 本发明属于计算机辅助加工相关技术领域，其公开了一种基于投影算法的三轴刀具轨迹曲面横向信息的重构方法，该重构方法包括以下步骤：(1)根据刀位文件记录每一个刀位点的索引，并按照KD-Tree结构进行存储；(2)基于步骤(1)存储的数据寻找每一个刀位点的邻轨投影点，并将所述邻轨投影点与对应的刀位点进行配对及储存，由此得到所有刀位点与对应的邻轨投影点配对组成的刀具轨迹曲面的横向信息；其中，所述邻轨投影点为相邻刀具轨迹上距离种子点最近的点，该刀具轨迹曲面为刀具轨迹中包含所有刀位点的曲面。本发明无需重构曲面，减小了计算负担，考虑了刀具轨迹的横向信息，优化效果较好，适用性较强。

公开(公告)号：CN107942935B

公开(公告)日：2019-07-23

申请号：CN201711164498.5

申请日：2017-11-21

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉华中数控股份有限公司

Inventor： 李振瀚 ,  闵康 ,  杨方召 ,  李喜艳 ,  杨帆

IPC: G05B19/404

Abstract: 本发明属于铣削加工领域，并公开了一种基于加工公差反推刀位点公差和刀轴矢量公差的方法。该方法包括下列步骤：(a)预设刀具半径，刀具圆角半径及刀具轨迹加工公差；(b)建立刀触点、刀位点与刀轴单位矢量的关系方程；(c)假设刀具前倾角固定为30°、加工误差由刀具沿刀触点法矢方向偏移产生,建立加工误差与刀位点误差、刀轴矢量误差之间的关系式；(d)求解刀位点公差和刀轴矢量公差。本发明根据已知的加工公差，自动计算出刀位点和刀轴矢量合理的公差；实现经由五轴轨迹的精度控制，严格保证零件的加工精度。

公开(公告)号：CN107450472B

公开(公告)日：2019-06-07

申请号：CN201710769352.7

申请日：2017-08-31

Applicant: 华中科技大学 ,  武汉华中数控股份有限公司

Inventor： 李振瀚 ,  闵康 ,  何姗姗 ,  李喜艳 ,  杨帆 ,  杨方召 ,  孙艳艳

IPC: G05B19/19

Abstract: 本发明公开了一种基于三次Bezier曲线插值实现刀具轨迹参数弧长化的方法，包括以下步骤：(1)基于三次Bezier曲线进行预拟合；(2)将插值曲线转换成一条整体B样条曲线，对整体B样条曲线进行等参数采样；(3)计算采样点的弧长参数，建立以弧长参数为变量的目标函数；(4)利用ELSPIA算法求解目标函数，得到近似参数弧长化的B样条，且B样条同时满足chord error约束、保型约束和较少的控制点的加工要求；本发明提高了刀具轨迹B样条拟合算法的效率；实现了参数弧长化，且初始样条曲线满足chord error约束和保型约束，减少加工中存在的速度波动，有效改善刀具轨迹的形状缺陷和误差不满足的现象。