CN108465856B - 光学自由曲面飞刀铣削加工装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于超精密加工技术领域，并公开了光学自由曲面飞刀铣削加工装置和方法，该装置包括飞刀机械加工系统、数据处理系统和显微观测系统，所述飞刀机械加工系统包括主轴箱、主轴、工作台、飞刀系统和激光测量系统；所述数据处理系统包括上位机、串口通信电缆、下位机以及数据传输电缆；所述显微观测系统包括第一固定底座、三轴移动微动平台和显微镜；所述工作台上还安装有第二固定底座，所述第二固定底座上安装有测力仪。该方法结合金刚石飞刀的加工特点和自由曲面的特性，同时考虑线性插补误差、残留高度误差以及飞刀回转半径。本发明能够实现光学自由曲面纳米级表面粗糙度和亚微米级形状精度的飞刀铣削加工。

Description

光学自由曲面飞刀铣削加工装置和方法

技术领域

本发明属于超精密加工技术领域，更具体地，涉及一种光学自由曲面飞刀铣削加工装置和方法。

背景技术

自由曲面是一种不规则的、非回转型的曲面，这种曲面的各型值点间可以没有几何约束，在设计中会给光学设计人员以很大的自由度，因此包含光学自由曲面的光学系统能够实现更加优异的光学性能。近年来，光学自由曲面元件逐渐成为光电和通讯产业不可或缺的零部件，但其光学性能与元件表面质量密切相关，随着科学技术的发展，对光学自由曲面质量提出了更高的要求，在超精密加工机床上采用飞刀铣削加工光学自由曲面，可以得到纳米量级表面粗糙度和亚微米量级形状精度，而不再需要进行任何的后续研磨加工处理。

在光学零件制造业中，超精密车削加工的零件形状有局限性，无法加工出复杂曲面形状，本发明搭建的飞刀铣削加工装置，能够弥补超精密车削的不足。在飞刀铣削加工中，刀具轨迹的合理性会直接影响到工件的加工精度和加工效率，由于现有的对于复杂自由曲面数控加工刀轨算法的研究，普遍集中于普通铣削加工中，不同于普通铣削，飞刀铣削加工进给量很小，与切削间距处于同一数量级，需要同时考虑进给方向线性插补误差和切削间距残留高度。针对上述，现有CAD/CAM如UG、Cimatron等软件中不仅刀位点计算方法没有考虑到飞刀铣削加工技术特点，同时对自由曲面离散的精度有限，无法将线性插补误差和残留高度控制在要求精度范围内，导致光学自由曲面的加工质量无法达到纳米级粗糙度和亚微米级形状精度。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了光学自由曲面飞刀铣削加工装置和方法，能够实现光学自由曲面纳米级表面粗糙度和亚微米级形状精度的飞刀铣削加工。

为实现上述目的，按照本发明的一个方面，提供了光学自由曲面飞刀铣削加工装置，其特征在于，包括飞刀机械加工系统、数据处理系统和显微观测系统，其中，

所述飞刀机械加工系统包括主轴箱、主轴、工作台、飞刀系统和激光测量系统，所述主轴通过空气轴承安装在所述主轴箱上，所述工作台安装在机架上，以用于安装工件，所述飞刀系统包括飞刀盘、飞刀和配重块，所述飞刀盘安装在所述主轴的下端，所述飞刀和所述配重块分别安装在所述飞刀盘上，所述飞刀盘上设置有多个用于安装平衡螺钉的螺钉孔，所述激光测量系统设置有两组，每组所述激光测量系统分别包括安装底座、可调整移动平台、转接板和激光位移传感器，并且在每组所述激光测量系统中，所述安装底座固定安装在所述主轴箱上，所述可调整移动平台安装在所述安装底座上并且所述可调整移动平台上安装所述转接板，以用于带动所述转接板水平移动及上下移动，所述激光位移传感器安装在所述转接板上并且激光位移传感器射出水平的激光；

所述数据处理系统包括上位机、串口通信电缆、下位机以及数据传输电缆，其中所述上位机通过串口通信电缆与下位机相连；所述下位机通过数据传输电缆分别与每个所述激光位移传感器连接；

两个所述激光位移传感器射出的激光相互垂直，而且这两条激光所在的直线均与所述飞刀盘的轴线相交，其中一个激光位移传感器的激光可通过可调整移动平台的调整射在飞刀盘的外侧，以用于测量飞刀系统的振动位移数据，另一个激光位移传感器的激光可通过可调整移动平台的调整射在飞刀的刀尖上，以用于采集所述刀尖的位置并传给所述下位机，从而再通过所述上位机标记飞刀系统的零相位；

所述显微观测系统包括第一固定底座、三轴移动微动平台和显微镜，所述第一固定底座安装在所述工作台上，所述显微镜通过所述三轴移动微动平台安装在所述第一固定底座上，并且所述显微镜还通过数据传输电缆与下位机连接，以用于将观测到的飞刀的刀尖与工件的相对位置的图像传送给上位机，从而实现所述飞刀的粗对刀；

所述工作台上还安装有第二固定底座，所述第二固定底座上安装有测力仪，所述测力仪上安装有用于夹紧工件的夹具，以用于实现所述飞刀的精对刀。

优选地，还包括机械式筒夹，所述飞刀盘通过机械式筒夹安装固定于所述主轴上，所述并且所述飞刀盘位于所述工作台的上方。

优选地，所述飞刀盘两侧对称地开有用于安装飞刀和配重块的安装孔位，所述飞刀和配重块通过紧定螺钉固定于相应的安装孔位中，所述飞刀伸出安装孔位的长度大于配重块伸出安装孔位的长度。

优选地，所述飞刀盘的上表面沿圆周方向均布多个所述螺钉孔。

优选地，所述上位机基于互相关法和影响系数法获得飞刀系统的不平衡重量及不平衡位置。

优选地，所述粗对刀是将对刀误差控制在10μm以内，即飞刀的刀尖与工件的距离控制在10μm以内。

优选地，所述精对刀是将对刀误差控制在1μm以内，即飞刀的刀尖与工件的距离控制在1μm以内。

按照本发明的另一个方面，还提供了采用所述的光学自由曲面飞刀铣削加工装置进行铣削加工的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)根据切削间距方向的残留高度误差h_w，确定最大切削间距L₂；

(2)采用控制最大弓高误差e_h来确定在走刀方向上的相邻的刀触点；

(3)对刀触点补偿得到刀位点，并将刀位点转换为G代码，以此方式，实现对工件的光学自由曲面的加工。

优选地，所述最大切削间距其中r为刀尖半径，R_max为切削间距方向最大的曲率半径，根据刀具半径r和设定的切削间距方向残留高度h_w，进而计算得到最大的切削间距L₂。

优选地，步骤(2)的具体过程如下：

(2.1)根据步骤(1)确定的最大切削间距L₂，采用等截距平面法生成刀具走刀轨迹，从而将每一条走刀路径离散成dim_width个点；

(2.2)初始化变量j＝1，m＝1；

(2.3)定义当前的走刀路径上第j个点表示当前的刀触点，计算第j个点与第n个点之间的弓高误差e_n，并取最大值e＝Max(e_n)，其中j＜n≤m，m表示从当前的刀触点开始往后计算的点的数量；

(2.4)当e<e_m时，令m＝m+1并返回步骤(2.3)再次计算第j个点与第j个点之后m个点之间的最大值e；

当e>e_m，令j＝j+m并记该点为当前的刀触点，然后返回步骤(2.3)，继续筛选下一个相邻的刀触点；

其中，e_m为设定的最大允许的弓高误差阈值；

当一条走刀路径上计算的点数j+m超过了这条刀路上离散的点数dim_width时，即j+m＞dim_width，跳出当前走刀路径上的刀触点的筛选并进入下一条走刀路径筛选刀触点，以此方式，直至在所有走刀路径上均筛选完刀触点，然后进入步骤(3)。

总体而言，通过本发明所构思的以上技术方案与现有技术相比，能够取得下列有益效果：

1)本发明通过获取自由曲面的数学模型进行离散，离散精度高；

2)发明首先考虑了切削间距方向残留高度误差，以此确定最大的切削间距，通过最大切削间距采用等距截平面法生成刀路轨迹，同时还考虑了飞刀走刀方向的线性插补误差，采用控制弓高误差确定在走刀方向上相邻的刀触点，能够实现光学自由曲面纳米级表面粗糙度和亚微米级形状精度的飞刀铣削加工；

3)本发明结合了飞刀铣削加工技术特点和自由曲面的特性，在对刀触点进行偏置时考虑了飞刀回转半径。

附图说明

图1是飞刀铣削加工装置整体示意图；

图2是飞刀铣削加工工作原理图；

图3是飞刀铣削加工自由曲面的刀位点计算整体流程图；

图4是飞刀铣削加工时切削间距的计算模型示意图；

图5是飞刀铣削加工走刀方向计算模型示意图；

图6是飞刀铣削加工中刀位点具体计算流程图；

图7是飞刀铣削加工刀具半径补偿计算模型示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。

参照图1～图7，光学自由曲面飞刀铣削加工装置，包括飞刀机械加工系统26、数据处理系统22和显微观测系统，其中，

所述飞刀机械加工系统26包括主轴箱18、主轴17、工作台7、飞刀系统和激光测量系统，所述主轴17通过空气轴承安装在所述主轴箱18上，所述工作台7安装在机架上，以用于安装工件11，所述飞刀系统包括飞刀盘16、飞刀15和配重块3，所述飞刀盘16安装在所述主轴17的下端，所述飞刀15和所述配重块3分别安装在所述飞刀盘16上，所述飞刀盘16上设置有多个用于安装平衡螺钉的螺钉孔，所述激光测量系统设置有两组，每组所述激光测量系统分别包括安装底座、可调整移动平台1、转接板2和激光位移传感器4，并且在每组所述激光测量系统中，所述安装底座固定安装在所述主轴箱18上，所述可调整移动平台1安装在所述安装底座上并且所述可调整移动平台1上安装所述转接板2，以用于带动所述转接板2水平移动及上下移动，所述激光位移传感器4安装在所述转接板2上并且激光位移传感器4射出水平的激光；

所述数据处理系统22包括上位机21、串口通信电缆20、下位机19以及数据传输电缆，其中所述上位机21通过串口通信电缆20与下位机19相连；所述下位机19通过数据传输电缆分别与每个所述激光位移传感器4连接；

两个所述激光位移传感器4射出的激光相互垂直，而且这两条激光所在的直线均与所述飞刀盘16的轴线相交，其中一个激光位移传感器4的激光可通过可调整移动平台1的调整射在飞刀盘16的外侧，以用于测量飞刀系统的振动位移数据，另一个激光位移传感器4的激光可通过可调整移动平台1的调整射在飞刀15的刀尖上，以用于采集所述刀尖的位置并传给所述下位机，从而再通过所述上位机21标记飞刀系统的零相位；

所述显微观测系统包括第一固定底座8、三轴移动微动平台和显微镜5，所述第一固定底座8安装在所述工作台7上，所述显微镜5通过所述三轴移动微动平台安装在所述第一固定底座8上，并且所述显微镜5还通过数据传输电缆与下位机19连接，以用于将观测到的飞刀15刀尖与工件11的相对位置的图像传送给上位机21，从而实现所述飞刀15的粗对刀；三轴移动微动平台包括XY轴移动平台9、连接板10和XZ轴移动平台6，其中X轴与显微镜5的镜头的轴向一致，Z轴为上下方向，X轴、Y轴和Z轴共同形成笛卡尔坐标系。

所述工作台上还安装有第二固定底座12，所述第二固定底座12上安装有测力仪13，所述测力仪13上安装有用于夹紧工件11的夹具14，以用于实现所述飞刀15的精对刀。

数据传输电缆分为位移传感器电缆23、显微镜电缆24和测力仪电缆25，分别用于连接激光位移传感器4、显微镜5和测力仪13。

进一步，还包括机械式筒夹，所述飞刀盘16通过机械式筒夹安装固定于所述主轴17上，所述并且所述飞刀盘16位于所述工作台7的上方。

进一步，所述飞刀盘16两侧对称地开有用于安装飞刀15和配重块3的安装孔位，所述飞刀15和配重块3通过紧定螺钉固定于相应的安装孔位中，所述飞刀15伸出安装孔位的长度大于配重块3伸出安装孔位的长度。

进一步，所述飞刀盘16的上表面沿圆周方向均布多个所述螺钉孔。

进一步，所述上位机21基于互相关法和影响系数法获得飞刀系统的不平衡重量及不平衡位置。

进一步，所述粗对刀是将对刀误差控制在10μm以内，即飞刀15的刀尖与工件11的距离控制在10μm以内。

进一步，所述精对刀是将对刀误差控制在1μm以内，即飞刀15的刀尖与工件11的距离控制在1μm以内。

进一步飞刀机械加工系统进行刀具动平衡在机测定调整的方法如下：

(一)根据所要求的平衡精度计算飞刀系统的允许不平衡量；

(二)通过可调整移动平台1分别调整每个激光位移传感器4的位置，使其中一个激光位移传感器4的激光射在飞刀盘16的外侧，另一个激光位移传感器4的激光可通过可调整移动平台1的调整射在飞刀15的刀尖上；

(三)使主轴17达到加工所需转速，通过激光射在飞刀盘16外侧的激光位移传感器4采集飞刀系统的振动位移数据并传给下位机19，激光射在飞刀15刀尖上的激光位移传感器4采集所述刀尖的位置并传给所述下位机19，从而再通过所述上位机21标记飞刀系统的零相位；

(四)基于步骤(三)中的两个激光位移传感器4的数据，通过互相关法提取飞刀系统的振动数据的幅值和相位；

(五)主轴17停止转动，在飞刀盘16的上表面任意一个螺钉孔中安装一颗平衡螺钉，重复步骤(三)和步骤(四)，以获得安装平衡螺钉后飞刀系统的振动数据的幅值和相位；

(六)基于步骤(四)和步骤(五)获得的两组振动数据的幅值和相位，标定飞刀系统在步骤(三)的主轴转速下的影响系数，并计算飞刀盘上的不平衡重量和不平衡位置，最后拆卸步骤(五)中安装的平衡螺钉；

(七)在飞刀盘上与步骤(六)获得的不平衡位置对称的位置添加与不平衡重量相等的平衡螺钉，重新测定飞刀系统的剩余不平衡量；

(八)如步骤(七)中测定的剩余不平衡量小于步骤(一)中的允许不平衡量，则完成飞刀系统的动平衡调整，反之，重复步骤(七)，直至剩余不平衡量小于步骤(一)中的允许不平衡量。

按照本发明的另一个方面，还提供了采用所述的光学自由曲面飞刀15铣削加工装置进行铣削加工的方法，所述方法包括以下步骤：

(1)根据切削间距方向的残留高度误差h_w，确定最大切削间距L₂；

(2)采用控制最大弓高误差e_h来确定在走刀方向上的相邻的刀触点；

(3)对刀触点补偿得到刀位点，并将刀位点转换为G代码，以此方式，实现对工件11的光学自由曲面的加工。

进一步，所述最大切削间距其中r为刀尖半径，R_max为切削间距方向最大的曲率半径，根据刀具半径r和设定的切削间距方向残留高度h_w，进而计算得到最大的切削间距L₂。

显微观测系统用来粗对刀，将显微镜5对准工件11表面附近，然后通过移动机床主轴17使飞刀15迅速靠近工件11表面，通过显微镜电缆24将图像数据传输到数据处理系统22，通过图像观测到飞刀15刀尖与工件11表面距离10μm左右，即完成了粗对刀。

其中测力仪13用来精对刀，在完成粗对刀后在通过主轴17使飞刀15缓慢的靠近工件11表面，通过测力仪电缆25将力信号传输到数据处理系统22，边移动主轴17边观测上位机21中是否出现力信号，直到上位机21中出现力信号，即表明飞刀15已经接触到工件11表面，记录此时的坐标位置，即完成精确对刀，其误差在1μm以内。

进一步地，飞刀15加工自由曲面的刀位点计算整体流程如图3所示，包括四个主要步骤：

(1)由于光学自由曲面没有统一数学方程，则必须先获得该曲面的数学模型。通常使用双三次B样条曲面，可以实现C2连续，计算程序简单，计算量小，计算速度快。F-theta光学自由曲面由于已得到数学方程，直接进行曲面离散即可。F-theta光学曲面z＝z(i)截面处的曲线方程：

式中x，y，z(i)均为笛卡尔系下的坐标。

在MATLAB中，用zeros函数表达曲面的全零点集即是对刀触点的初始化；用linspace函数定义两个参数方向：和用meshgrid函数获得m×m大小的Y矩阵和Z矩阵，Y的行向量是Z的列向量是代入曲面方程即可得到各个曲面上的各个值点，也就完成了对曲面的离散过程。

(2)飞刀15加工切削间距的计算模型如图4所示。根据图4可以得到切削间距方向残留高度误差h_w与切削间距L₂的关系：

其中r为刀尖半径，R_max为切削间距方向最大的曲率半径，设定切削间距方向残留高度h_w和刀尖半径r，并用通过此方法计算得到最大的切削间距L₂，只要切削间距小于最大切削间距L₂即可满足切削间距方向实际残留高度小于预设的残留高度。此实例取最大切削间距L₂＝0.5μm。

(3)根据步骤(2)中确定的最大切削间距L₂采用等截距平面法生成刀具走刀轨迹，每一条走刀方向离散成许多密集的点。在相邻刀触点轨迹的筛选计算中，采用了控制最大弓高误差法，其具体刀位点计算流程如图6所示，首先根据加工精度设置一个最大允许的弓高误差阈值e_m＝0.0001mm，然后从该走刀方向上的第一点起开始筛选，定义变量第j个点为这条走刀路径上的当前的刀触点。初始化变量j＝1，m＝1，计算当前的刀触点与第n个点之间的弓高误差e_n，j＜n≤m，并取最大值e＝Max(e_n)，m为从当前的刀触点开始往后计算的点的数量，当e<0.0001mm时，令m＝m+1并再次计算当前的刀触点与该点之后m个点之间的最大弓高误差；当e>0.0001mm，令j＝j+m并记该点为与当前的刀触点相邻的刀触点，然后以此相邻的刀触点为当前的刀触点按上述方法继续筛选下一个与当前的刀触点相邻的刀触点。当一条刀路上计算的点数j+m超过了这条刀路上离散的点数dim_width时，即j+m＞dim_width，跳出当前循环进入下一条刀路筛选刀触点，直到所有刀路均已筛选完刀触点，进入步骤(4)。

其中当前的刀触点与第n个点之间的弓高误差计算过程如下：

对公式(1)进行一阶求导和二阶求导得：

由曲线方程和其导数即可求得第n个点的曲率半径：

由相邻点的几何关系即可得当前的刀触点和第n个点的距离L(n)：

其中x₁,y₁,z₁为当前的刀触点的坐标，x_n，y_n，z_n为第n个点的坐标。

图5是飞刀15铣削加工走刀方向计算模型示意图，其中走刀方向上残留高度误差h_u1和h_u2始终是小于弓高误差，通过控制最大弓高误差即可间接控制走刀方向上残留高度，通过下式计算得当前的刀触点j与第n个点弓高误差e(n)：

(4)根据飞刀15加工特性将刀触点补偿得到刀位点,飞刀15加工时，刀具半径补偿不但要考虑其旋转半径R，还要考虑其刀尖半径r，由图7可得第i个刀位点即刀具中心点O_i(x′_i,y′_i,z′_i)的坐标可由刀触点P_i(x_i，y_i，z_i)通过下式计算得到：

n_i表示第i个刀触点的单位法矢量，n_i,x、n_i,y、n_i,z分别为n_i在x、y、z三个方向上的分量。

通过MATLAB实现刀路计算后，将数据通过后置处理软件转化为实验中西门子三轴超精密机床可用的G代码。可用fopen语句写入文件路径，用fprintf输出不同循环条件和结果下需要的G代码语句，linenumber编辑行号，用fclose关闭文件，即可完成后置处理。最后通过搭建的飞刀15切削加工装置完成自由曲面的加工。

本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.光学自由曲面飞刀铣削加工装置，其特征在于，包括飞刀机械加工系统、数据处理系统和显微观测系统，其中，

所述飞刀机械加工系统包括主轴箱、主轴、工作台、飞刀系统和激光测量系统，所述主轴通过空气轴承安装在所述主轴箱上，所述工作台安装在机架上，以用于安装工件，所述飞刀系统包括飞刀盘、飞刀和配重块，所述飞刀盘安装在所述主轴的下端，所述飞刀和所述配重块分别安装在所述飞刀盘上，所述飞刀盘上设置有多个用于安装平衡螺钉的螺钉孔，所述激光测量系统设置有两组，每组所述激光测量系统分别包括安装底座、可调整移动平台、转接板和激光位移传感器，并且在每组所述激光测量系统中，所述安装底座固定安装在所述主轴箱上，所述可调整移动平台安装在所述安装底座上并且所述可调整移动平台上安装所述转接板，以用于带动所述转接板水平移动及上下移动，所述激光位移传感器安装在所述转接板上并且激光位移传感器射出水平的激光；

所述数据处理系统包括上位机、串口通信电缆、下位机以及数据传输电缆，其中所述上位机通过串口通信电缆与下位机相连；所述下位机通过数据传输电缆分别与每个所述激光位移传感器连接；

两个所述激光位移传感器射出的激光相互垂直，而且这两条激光所在的直线均与所述飞刀盘的轴线相交，其中一个激光位移传感器的激光可通过可调整移动平台的调整射在飞刀盘的外侧，以用于测量飞刀系统的振动位移数据，另一个激光位移传感器的激光可通过可调整移动平台的调整射在飞刀的刀尖上，以用于采集所述刀尖的位置并传给所述下位机，从而再通过所述上位机标记飞刀系统的零相位；

所述显微观测系统包括第一固定底座、三轴移动微动平台和显微镜，所述第一固定底座安装在所述工作台上，所述显微镜通过所述三轴移动微动平台安装在所述第一固定底座上，并且所述显微镜还通过数据传输电缆与下位机连接，以用于将观测到的飞刀的刀尖与工件的相对位置的图像传送给上位机，从而实现所述飞刀的粗对刀；

所述工作台上还安装有第二固定底座，所述第二固定底座上安装有测力仪，所述测力仪上安装有用于夹紧工件的夹具，以用于实现所述飞刀的精对刀。

2.根据权利要求1所述的光学自由曲面飞刀铣削加工装置，其特征在于，还包括机械式筒夹，所述飞刀盘通过机械式筒夹安装固定于所述主轴上，所述并且所述飞刀盘位于所述工作台的上方。

3.根据权利要求1所述的光学自由曲面飞刀铣削加工装置，其特征在于，所述飞刀盘两侧对称地开有用于安装飞刀和配重块的安装孔位，所述飞刀和配重块通过紧定螺钉固定于相应的安装孔位中，所述飞刀伸出安装孔位的长度大于配重块伸出安装孔位的长度。

4.根据权利要求1所述的光学自由曲面飞刀铣削加工装置，其特征在于，所述飞刀盘的上表面沿圆周方向均布多个所述螺钉孔。

5.根据权利要求1所述的光学自由曲面飞刀铣削加工装置，其特征在于，所述上位机基于互相关法和影响系数法获得飞刀系统的不平衡重量及不平衡位置。

6.根据权利要求1所述的光学自由曲面飞刀铣削加工装置，其特征在于，所述粗对刀是将对刀误差控制在10μm以内，即飞刀的刀尖与工件的距离控制在10μm以内。

7.根据权利要求1所述的光学自由曲面飞刀铣削加工装置，其特征在于，所述精对刀是将对刀误差控制在1μm以内，即飞刀的刀尖与工件的距离控制在1μm以内。

8.采用权利要求1～7中任一权利要求所述的光学自由曲面飞刀铣削加工装置进行铣削加工的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：

(1)根据切削间距方向的残留高度误差h_w，确定最大切削间距L₂；

(2)采用控制最大弓高误差e_h来确定在走刀方向上的相邻的刀触点；

(3)对刀触点补偿得到刀位点，并将刀位点转换为G代码，以此方式，实现对工件的光学自由曲面的加工。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，所述最大切削间距其中r为刀尖半径，R_max为切削间距方向最大的曲率半径，根据刀具半径r和设定的切削间距方向残留高度h_w，进而计算得到最大的切削间距L₂。

10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(2)的具体过程如下：

(2.1)根据步骤(1)确定的最大切削间距L₂，采用等截距平面法生成刀具走刀轨迹，从而将每一条走刀路径离散成dim_width个点；

(2.2)初始化变量j＝1，m＝1；

(2.3)定义当前的走刀路径上第j个点表示当前的刀触点，计算第j个点与第n个点之间的弓高误差e_n，并取最大值e＝Max(e_n)，其中j＜n≤m，m表示从当前的刀触点开始往后计算的点的数量；

(2.4)当e<e_m时，令m＝m+1并返回步骤(2.3)再次计算第j个点与第j个点之后m个点之间的最大值e；

当e>e_m，令j＝j+m并记该点为当前的刀触点，然后返回步骤(2.3)，继续筛选下一个相邻的刀触点；

其中，e_m为设定的最大允许的弓高误差阈值；

当一条走刀路径上计算的点数j+m超过了这条刀路上离散的点数dim_width时，即j+m＞dim_width，跳出当前走刀路径上的刀触点的筛选并进入下一条走刀路径筛选刀触点，以此方式，直至在所有走刀路径上均筛选完刀触点，然后进入步骤(3)。