G3连续的数控加工刀具路径平滑算法

来源：计算机集成制造系统杂志2025年第11期北京时间：

作者：孙树杰, 章涛, 赵鹏, 李备备

单位：1.烟台大学机电汽车工程学院2.沈阳中科数控技术股份有限公司

摘要：在高精度数控加工尤其是高精度数控精加工过程中,小线段描述的数控加工刀具路径上存在的拐角,导致加工过程中机床的运动不连续,产生的不均匀刀具负载会引起刀具抖动,进而在工件表面留下刀痕,降低加工质量。为了提高加工质量,提出了一种G3连续的数控加工刀具路径平滑算法。算法首先将刀具路径划分为拟合区域与非拟合区域,然后基于B样条曲线建立曲率优化的拐角平滑过渡模型,并对非拟合区域中的刀具路径进行平滑处理。对于拟合区域中的刀具路径,算法以拟合区域、非拟合区域连接点处保持G3连续为约束条件,对刀具路径进行拟合处理。仿真和实验表明本文提出的算法能够产生G3连续的平滑刀具路径,减少追踪误差、轮廓误差,提高加工质量。

关键词：G3连续,B样条,曲率,过渡,拟合

基金资助：国家自然科学基金资助项目（62002308）;“高档数控机床与基础制造装备”国家科技重大专项资助项目（2019ZX04014-001）;烟台市科技创新发展计划（重点项目）（2022JCYJ036）;2023年度山东省科技型中小企业创新能力提升工程资助项目（2023TSGC0853）。