基于自由曲面有向Voronoi区域划分算法的机器人加工刀轴低摆振路径规划

来源：计算机集成制造系统杂志2019年第5期北京时间：

作者：施群,吕雷,谢家骏,陶佳安

单位：上海大学机电工程与自动化学院

摘要：针对自由曲面刀具路径规划中,刀轴摆动带来的振动影响加工质量的问题,提出有向Voronoi区域划分算法。基于该算法实现了刀轴运动优化的复杂自由曲面的区域划分,并光顺连接区域之间和区域内部的刀具路径,得到曲面整体实际可加工的刀具路径。应用该算法与UG不同路径规划的刀轴矢量变化进行了对比实验,结果显示刀轴矢量变化均值和累计值减少了30%,方差降低了近60,从而验证了该方法的刀轴矢量变化明显小于传统的对整个加工曲面的路径规划,可减小加工过程中的机械振动和冲击,保证加工刀轴姿态的稳定性,从而提高加工精度,减小对加工设备寿命的影响。利用工业机器人完成铣削实验,进一步验证了该方法的可行性和有效性。

关键词：工业机器人,有向Voronoi区域划分,自由曲面加工,路径规划,加工振动抑制,空间环切路径