数控加工的运动几何学基础及加工路径整体设计方法的研究

随着加工中心、高速加工等硬件设备的推广和普及，解决数控加工中的一些深层次问题已是当务之急。本申报课题在数控加工实践的基础上，提炼总结出更具指导意义的运动几何学基础。着眼于数控加工的个性特征，应用相伴带形及相伴曲面方法将运动与几何统一在同一框架下揭示二者的内在联系和相关规律。依据几何要素上活动标架的无穷小平移与回转运动所确立的运动与几何的自然联系，研究数控加工中运动和几何两大因素的综合特征，给出行距、运动学参数与尺度和形状不变量间的关系。引入高副机构运动几何学的基本研究思路，通过瞬时螺旋运动参数、瞬轴位置及瞬轴面的几何特征深化对数控加工运动几何本质属性的认识，形成综合评价的指标体系。在此基础上发展出数控加工轨迹的整体设计原理与方法，通过确立正交、短程、等距及加速度小的半测地网以构建整体布局，由此并行实现的加工轨迹具有优良的运动几何学特性。最终通过仿真与加工实验验证理论的正确性与技术的可行性。