基于STEP-NC的NURBS曲面五轴加工运动学理论及应用研究

在自由曲面零件制造过程中，五轴数控加工正逐渐取代传统的三轴数控加工；NC编程接口标准STEP-NC取代ISO6983标准，以实现信息的双向流动，提高CNC的智能化水平也已成为业界共识。但由于STEP-NC研究尚处于起步阶段，还没有针对NURBS曲面五轴加工的指令规范。本项目拟在STEP-NC中建立自由曲面五轴加工指令的定义，并将其与本项目研究的另一主要内容- - NURBS曲面五轴实时插补技术结合起来，把路径规划和刀具偏置功能从CAM系统转移到CNC系统，重新设计CNC系统结构，并建立CNC系统的运动学（包括路径规划、刀具接触点计算、刀具偏置和逆向运动学变换等）模型；在上述理论研究的基础上完成数控系统各功能模块的软件设计；最终建立五轴数控试验样机并进行NURBS曲面零件的切削实验。本项目针对五轴曲面加工开展的研究，有助于满足现代制造业高速高精度加工的要求，具有显著的工程意义和良好的应用前景。