3 算法实现

    1. 确定曲面的CC点，法矢量n和走刀矢量f，计算刀具的CL点，建立相应的坐标系，计算初始刀轴矢量Ti(i=1，2，…，n);

    2. 对于一个刀位点，选择一个特定平面，将刀具系与加工曲面投影到该平面上；

    3. 在投影平面上对加工曲面进行网络划分，得一系列正方形区域。用标记符Tag 表示正方形的性质，Tag=1时，为完全正方形，接收；Tag=2时，为非正方形，丢弃；Tag=3时，为部分正方形，需要作一次四叉树分割，丢弃非正方形；

    4. 将分割后得到的完全正方形和部分正方形区域内的曲面特征点按区域顺序排列，重新编制成检测文件，并将这些特征点Pi从世界坐标系W向刀具坐标系T进行坐标变换；

    5. 在刀具坐标系T 中，将特征点Pi(xipp，yip，zipp)的坐标值进行分段，判断点是否落入刀具系表面内，若落入则发生干涉，转下一步；若不发生干涉，转10；

    6. 需采用抬刀方式消除干涉，转9；其他情况采用旋转刀轴方式来消除干涉，转下一步；

    7. 确定干涉消除平面，计算消除干涉的旋转角度 i；

    8. 计算新的刀轴矢量Ti‘，确定新的刀具坐标T‘，重复步骤4和5确定旋转刀轴方式是否能消除干涉。若能消除，则转入10；若不能消除，则转入下一步；

    9. 刀轴方向的抬刀量 zi，用抬刀方式消除干涉，并记录该刀位点的序号，以便走刀后作补充加工；

    10. 判断是否是最后一个刀位点，若不是则取下一个刀位点，转入2；

    11. 输出检测结果，结束。

图7 某复杂曲面的五轴数控加工

    图7 是五轴数控加工复杂曲面的实例。

    4 结论

    该干涉处理方法是针对于五轴端铣数控加工的情况提出来的，并从干涉处理方法和减少检测区域两个方面来简化干涉的处理过程。提出了以刀具系表面为检测基准，并将加工曲面离散成一组曲面特征点，这样一个复杂的三维空间中的刀具干涉检查问题就简化为一个简单的平面计算问题。同时，为了更有效地消除刀具干涉，根据干涉情况确定了一个消除干涉的干涉消除平面。另外，通过将刀具系与曲面特征点投影到一个特定的平面上，并对投影平面进行网络划分，删除一些无关的检测区域，可大大缩短计算时间。这种方法可用于处理球头刀、平底刀和环形刀加工时的啃切干涉和碰撞干涉，算法稳定、便于实现。