CN114415591B - 一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法及系统，涉及多曲率蒙皮表面加工的刀路优化技术领域，用于解决现有技术中对多曲率蒙皮表面的加工存在加工效率和加工质量低，容易造成多曲率蒙皮报废的问题，本发明包括以下步骤：判断优先加工面；提取边界轮廓，生成初始刀路；基于蒙皮加工要求优化刀路；基于奇异区域的刀具路径优化刀路。本发明中通过基于减薄区域以及切边区域的轮廓提取，并且以轮廓边界为基础等距偏置，构建初始刀路，所提出的优化方案可大大提高编程人员的工作效率，减少加工中出现的零件报废等问题，并且提高了加工质量和加工效率，解决了对多曲率蒙皮加工过程中出现的奇异问题，对未来航空航天事业发展有重大意义。

Description

一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法及系统

技术领域

本发明涉及多曲率蒙皮表面加工的刀路优化技术领域，更具体的是涉及一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法及系统。

背景技术

制造业是国民经济的主体，是立国之本、兴国之器、强国之基，是提升我国综合国力、保障国家安全、建设世界强国的必由之路，航空航天制造业作为制造业重要组成部分之一，其发展水平常常是一个国家科学技术发展水平的重要标志。

目前，自由形状蒙皮被越来越广泛的使用，但是蒙皮的形状复杂、面积大、厚度薄的特点，导致现有的工艺方案无法满足其装备需求，尤其对于飞机机翼与机身连接处的多曲率蒙皮加工，由于编程人员经验不同，多曲率蒙皮加工面属于复杂特征面，在拐角处的刀路设计与其他减薄区域的刀路未合理衔接，在加工过程中多次抬刀，容易形成刀痕，在实际加工中表面出现残留区域，不满足加工质量；或者设计的刀路交叉复杂，延长加工时间，无法带来经济效益；在加工的时候，蒙皮属于壁板零件，有着厚度薄、尺寸大、刚性弱等特点，因此，在加工中往往会出现颤刀现象，无法满足壁厚要求，加工完壁面厚度不均匀，严重影响蒙皮加工表面质量、加工效率以及精度要求，甚至造成蒙皮零件的报废。

综上，现有技术中对多曲率蒙皮表面的加工主要存在加工效率和加工质量低，容易造成多曲率蒙皮报废的问题。

发明内容

本发明的目的在于：为了解决现有技术中对多曲率蒙皮表面的加工存在加工效率和加工质量低，容易造成多曲率蒙皮报废的问题，本发明提供一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法及系统，以提高对多曲率蒙皮表面的加工效率和质量。

本发明为了实现上述目的具体采用以下技术方案：

一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法及系统，包括以下步骤：

步骤1：判断优先加工面：先将加工面减薄再切边，先加工减薄面积相对大的加工面，再加工减薄面积相对小的加工面；

所述判断优先加工面包括如下步骤：

步骤11：定义多曲率蒙皮加工面A面和多曲率蒙皮加工面B面，并确定多曲率蒙皮加工面A面和多曲率蒙皮加工面B面的减薄区域及切边区域；

步骤12：对多曲率蒙皮加工面A面和多曲率蒙皮加工面B面的减薄区域进行减薄；

步骤13：对多曲率蒙皮加工面A面和多曲率蒙皮加工面B面的切边区域进行切边。

若切边区域包括内边框和外边框，则先加工内边框，再加工外边框。

步骤2：提取边界轮廓，生成初始刀路：提取减薄区域及切边区域的边界轮廓，并以提取的边界轮廓为基础，生成初始刀路，将初始刀路生成刀位文件；

所述提取边界轮廓，生成初始刀路包括以下步骤：

步骤21：选定加工面的减薄区域，提取减薄区域的边界轮廓；

步骤22：选定提取的边界轮廓，并基于等距偏置生成初始刀路；

步骤23：在CATIA中将初始刀路生成刀位文件，所述刀位文件包括主轴转速、切削速度、轮廓速度、刀位点和刀位矢量。

优选的，设刀具的切削宽度为，偏置距离为/>，根据刀具判断初始刀路是否满足要求，若/>，则将下一刀轨连接至前一刀轨的尾部。

步骤3：基于蒙皮加工要求优化刀路：在仿真的条件下，对残留区域的刀路进行设计，并将拐角部位的刀路进行衔接，得到一次优化后的刀路；

所述基于蒙皮加工要求优化刀路包括如下步骤：

步骤31：将刀路文件导入VREICUT中，并建立卧式双五轴镜像铣削模型和毛坯模型，对刀路文件进行仿真；

步骤32：基于等步距、无交叉、无残留、无抬刀的要求，对减薄区域的刀路进行重新优化设计；

步骤33：设偏置线的步距为，刀具的有效切削半径/>，刀轨编号为/>，引入残留区域的临界点/>、/>，对刀轨间的残留区域进行优化；

步骤34：将刀路衔接，得到一次优化后的刀路。

所述对刀轨间的残留区域进行优化包括如下步骤：

步骤331：根据残留区域的前后两条等距偏置的刀轨、/>、/>、/>，将刀轨向前等距偏置半个步距/>，得到偏置线/>；

步骤332：确定残留区域的两个边界点、/>，然后过边界点/>、/>作刀轨/>的垂线，得到两条平行的垂线为/>、/>，并得到两条垂线/>、/>之间的距离为/>；

步骤333：在两条垂线的中间位置插入一条与垂线、/>平行的另一条垂线/>；

步骤334：在垂线上作半径为/>的圆，直至圆的边线位置到达残留区域的临界点/>的位置，得到的圆的圆心为/>，线段/>为添加的新线段刀路。

步骤4：基于奇异区域的刀具路径优化刀路：输出一次优化后的刀路，基于镜像铣加工中出现的奇异问题，对刀路进行二次优化，确定刀位点刀轴矢量，生成刀位文件，得到最终优化后的刀路。

所述基于奇异区域的刀具路径优化刀路包括如下步骤：

步骤41：将一次优化后的刀路生成一次优化刀路文件，所述一次优化刀路文件包括铣削侧刀位点坐标和铣削刀路刀轴矢量，通过逆向运动学变换得到机床旋转轴的A角和C角，并生成通过所有刀轴矢量的B样条曲线，其中，A角表示铣削侧A轴围绕X轴的旋转角度，C角表示铣削侧C轴围绕Z轴的旋转角度；

步骤42：基于C空间的概念确定无干涉可行域和奇异域/>，将存在奇异问题的刀轴矢量在无干涉无奇异可行域/>中重新选择并替换；

步骤43：基于最小刀轴矢量距离和最小误差曲线应变能/>为优化目标，求得B样条曲线的控制参数，以得到光顺连续的刀位点的刀轴矢量，并输出二次优化刀路文件；

步骤44：根据输入MATLAB的刀轴矢量，在基于奇异区域的刀具路径优化刀路的优化条件下输出最终的优化刀路。

优选的，最小刀轴矢量距离的表达式为：

其中，s是第t个奇异区域内刀轴矢量的索引，表示备选标记，/>为机床A轴角度向心参数化后的表达形式，属于初始位置；/>为机床A轴角度向心参数化后的表达形式，属于备选位置；/>为C轴角度向心参数化后的表达形式，属于初始位置，/>为C轴角度向心参数化后是表达形式，属于备选位置；（/>，/>）为初始刀轴矢量，（/>，/>）为在无干涉无奇异可行域中可备选的刀轴矢量，min{}表示刀轴矢量距离的最小值；

优选的，最小误差曲线应变能的表达式为：

其中，为控制系数，/>为修改后刀轴矢量插值得到的B样条曲线的控制系数，/>为修改后刀轴矢量插值得到的B样条曲线的二次导数，/>为初始刀轴矢量插值得到的B样条曲线的二次导数，/>为某一曲线/>的应变能；

刀轴矢量的表达式为：

其中，为控制点个数，/>为第i个/>次B样条的基函数，/>是控制系数的个数，/>为节点，/>为控制系数。

一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化系统，包括判断优先加工面模块：用于先将加工面减薄再切边，先加工减薄面积相对大的加工面，再加工减薄面积相对小的加工面；

提取边界轮廓，生成初始刀路模块：用于提取减薄区域及切边区域的边界轮廓，并以提取的边界轮廓为基础，生成初始刀路，将初始刀路生成刀位文件；

基于蒙皮加工要求优化刀路模块：用于在仿真的条件下，对残留区域的刀路进行设计，并将拐角部位的刀路进行衔接，得到一次优化后的刀路；

基于奇异区域的刀具路径优化刀路模块：用于输出一次优化后的刀路，基于镜像铣加工中出现的奇异问题，对刀路进行二次优化，确定刀位点刀轴矢量，生成刀位文件，得到最终优化后的刀路。

本发明的有益效果如下：

本发明中通过基于减薄区域以及切边区域的轮廓提取，并且以轮廓边界为基础等距偏置，构建初始刀路，并在此基础上基于蒙皮加工等步距、无交叉、无残留、无抬刀的要求，对所构建的初始刀路进行优化设计，最终输出用于实际加工的刀路，所提出的优化方案可大大提高编程人员的工作效率，减少加工中出现的零件报废等问题，并且提高了加工质量和加工效率，解决了对多曲率蒙皮加工过程中出现的奇异问题，对未来航空航天事业发展有重大意义。

附图说明

图1为本发明的流程图；

图2为本发明多曲率蒙皮双面展示的示意图;

图3为本发明提取A面减薄区域轮廓的示意图；

图4为本发明生成初始刀路的示意图;

图5为本发明将下一刀轨连接至前一刀轨的尾部的示意图；

图6为本发明卧式双五轴镜像铣削模型搭建的示意图；

图7为本发明优化残留区域的示意图;

图8为本发明残留区域刀轨优化中将刀轨向前等距偏置半个步距，得到偏置线的示意图；

图9为本发明残留区域刀轨优化中得到两条垂线之间的距离的示意图；

图10为本发明残留区域刀轨优化中插入另一条垂线的示意图;

图11为本发明残留区域刀轨优化中圆的边线位置到达残留区域的临界点的示意图；

图12为本发明残留区域刀轨优化中添加的新线段刀路的示意图;

图13为本发明拐角刀路连接的示意图；

图14为本发明无干涉无奇异可行区域的示意图；

图15为本发明优化刀路的示意图;

图16为本发明多曲率蒙皮表面加工的刀路优化系统的组成示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法，包括以下步骤：

步骤1：判断优先加工面：多曲率蒙皮属于双面减薄，考虑到薄壁零件强度问题，先将加工面减薄再切边，先加工减薄面积相对大的加工面，再加工减薄面积相对小的加工面；

判断优先加工面包括如下步骤：

步骤11：如图2所示，定义多曲率蒙皮加工面A面和多曲率蒙皮加工面B面，并确定多曲率蒙皮加工面A面和多曲率蒙皮加工面B面的减薄区域及切边区域；

考虑到蒙皮强度等问题以及工装翻转所需耗时，需满足步骤12和步骤13的要求，步骤12：对多曲率蒙皮加工面A面和多曲率蒙皮加工面B面的减薄区域进行减薄；

步骤13：对多曲率蒙皮加工面A面和多曲率蒙皮加工面B面的切边区域进行切边。

若切边区域包括内边框和外边框，则先加工内边框，再加工外边框，综上要求，如图2所示的多曲率蒙皮加工顺序为：多曲率蒙皮加工面A面减薄、多曲率蒙皮加工面B面减薄、多曲率蒙皮加工面B面内边框切边、多曲率蒙皮加工面B面外边框切边。

步骤2：提取边界轮廓，生成初始刀路：提取减薄区域及切边区域的边界轮廓，并以提取的边界轮廓为基础，生成初始刀路，将初始刀路生成刀位文件；

提取边界轮廓，生成初始刀路包括以下步骤：

步骤21：选定加工面的减薄区域，提取减薄区域的边界轮廓，如图2-图3所示，这里以多曲率蒙皮加工面A面为例，通过CATIA P3 V5R21提取功能，选定多曲率蒙皮加工面A面的减薄区域，提取曲面轮廓边界，为生成初始刀路作前提；

步骤22：如图4所示，确定了加工轮廓边界之后，选定提取的边界轮廓，并基于等距偏置生成初始刀路；

步骤23：在CATIA中将初始刀路生成刀位文件，刀位文件包括主轴转速、切削速度、轮廓速度、刀位点和刀位矢量等内容，本发明主要需要该文件的刀位点和刀轴矢量，如表1所示；刀位文件通过后置处理软件转换成双五轴镜像铣刀路文件，其中包括了铣削侧和支撑侧各轴的位置等内容，如表2所示。

表1.前置刀路文件

表2. 后置刀路文件

优选的，根据多曲率蒙皮加工面A面减薄区域特征复杂，自动生成的刀路无法满足要求，所以拐角区域还需编程人员手工绘制，设计偏置线与拐角区域的偏置线连接；根据刀具判断初始刀路是否满足要求，如设刀具的切削宽度为，偏置距离为/>，根据刀具判断初始刀路是否满足要求，若/>，则将下一刀轨连接至前一刀轨的尾部，这样可以减少重复铣削，所设计的接入如图5所示。

步骤3：基于蒙皮加工要求优化刀路：在仿真的条件下，对残留区域的刀路进行设计，同时针对无抬刀的要求，并将拐角部位的刀路进行衔接，得到一次优化后的刀路；

所述基于蒙皮加工要求优化刀路包括如下步骤：

步骤31：将后置刀路文件导入VREICUT中，并建立卧式双五轴镜像铣削模型和毛坯模型，对刀路文件进行仿真；其中毛坯模型是CATIA自带的，如图6所示，卧式双五轴镜像铣削模型搭建了两个镜像对称的五轴机床，分别为铣削侧和支撑侧，其中铣削侧负责加工时去除材料，支撑侧负责薄壁件在被加工的时候为其提供局部支撑，增强局部区域的刚性，减小振动和变形；

步骤32：基于等步距、无交叉、无残留、无抬刀的要求，对减薄区域的刀路进行重新优化设计；无残留是基于等步距和无交叉基础上，针对仿真出来的残留区域进行刀路优化，如图7所示，刀轨之间的距离大于两倍刀具切削半径导致相邻两层刀轨之间出现了未加工到的区域即残留区；

步骤33：设偏置线的步距为，刀具的有效切削半径/>，刀轨编号为/>，引入残留区域的临界点/>、/>，对刀轨间的残留区域进行优化；

对刀轨间的残留区域进行优化包括如下步骤：

步骤331：如图8所示，根据残留区域的前后两条等距偏置的刀轨、/>、/>、，将刀轨/>向前等距偏置半个步距/>，得到偏置线/>；

步骤332：如图9所示，确定残留区域的两个边界点、/>，然后过边界点/>、/>作刀轨/>的垂线，得到两条平行的垂线为/>、/>，并得到两条垂线/>、之间的距离为/>；

步骤333：如图10所示，在两条垂线的中间位置插入一条与垂线、/>平行的另一条垂线/>；

步骤334：如图11所示，在垂线上作半径为/>的圆，直至圆的边线位置到达残留区域的临界点/>的位置，如图12所示，得到的圆的圆心为/>，线段/>为添加的新线段刀路；

步骤34：如图13所示，为了达到多曲率蒙皮加工面A面减薄区域加工无抬刀的要求，本发明将刀路衔接，尤其是拐角部位的刀路设计，保证在整个加工A面过程中没有多余的进退刀，一次性走完全程，避免再次进刀带来的表面精度和质量问题，得到一次优化后的刀路。

步骤4：基于奇异区域的刀具路径优化刀路：输出一次优化后的刀路，基于镜像铣加工中出现的奇异问题，对刀路进行二次优化，确定刀位点刀轴矢量，生成刀位文件，得到最终优化后的刀路。

所述基于奇异区域的刀具路径优化刀路包括如下步骤：

步骤41：将一次优化后的刀路生成一次优化刀路文件，一次优化刀路文件包括包含x，y，z，i，j，k值，其中（x,y,z）为铣削侧刀位点坐标，（i,j,k）为铣削刀路刀轴矢量，通过逆向运动学变换得到机床旋转轴的A角和C角，并生成通过所有刀轴矢量的B样条曲线，其中，A角表示铣削侧A轴围绕X轴的旋转角度，C角表示铣削侧C轴围绕Z轴的旋转角度，机床中的A轴、X轴和C轴均是本领域技术人员所知晓的；

步骤42：如图14所示，基于C空间的概念确定无干涉可行域和奇异域/>，将存在奇异问题的刀轴矢量在无干涉无奇异可行域/>中重新选择并替换；

步骤43：基于最小刀轴矢量距离和最小误差曲线应变能/>为优化目标，求得B样条曲线的控制参数，以得到光顺连续的刀位点的刀轴矢量，并输出二次优化刀路文件；

步骤44：如图15所示，根据输入MATLAB的刀轴矢量，在步骤41、步骤42、步骤43的条件下输出最终的优化刀路。

优选的，最小刀轴矢量距离的表达式为：

其中，s是第t个奇异区域内刀轴矢量的索引，表示备选标记，/>为机床A轴角度向心参数化后的表达形式，属于初始位置；/>为机床A轴角度向心参数化后的表达形式，属于备选位置；/>为C轴角度向心参数化后的表达形式，属于初始位置，/>为C轴角度向心参数化后是表达形式，属于备选位置，属于备选位置；（/>，/>）为初始刀轴矢量，（/>，/>）为在无干涉无奇异可行域中可备选的刀轴矢量，min{}表示刀轴矢量距离的最小值；

优选的，最小误差曲线应变能的表达式为：

其中，为控制系数，/>为修改后刀轴矢量插值得到的B样条曲线的控制系数，为修改后刀轴矢量插值得到的B样条曲线的二次导数，/>为初始刀轴矢量插值得到的B样条曲线的二次导数，/>为某一曲线/>的应变能；

刀轴矢量的表达式为：

其中，为控制点个数，/>为第i个/>次B样条的基函数，/>是控制系数的个数，/>为节点，/>为控制系数。

上述方法通过基于减薄区域以及切边区域的轮廓提取，并且以轮廓边界为基础等距偏置，构建初始刀路，并在此基础上基于蒙皮加工等步距、无交叉、无残留、无抬刀的要求，对所构建的初始刀路进行优化设计，最终输出用于实际加工的刀路，所提出的优化方案可大大提高编程人员的工作效率，减少加工中出现的零件报废等问题，并且提高了加工质量和加工效率，解决了对多曲率蒙皮加工过程中出现的奇异问题，对未来航空航天事业发展有重大意义。

实施例2

如图16所示，本实施例给出了一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化系统，包括判断优先加工面模块：用于先将加工面减薄再切边，先加工减薄面积相对大的加工面，再加工减薄面积相对小的加工面；

提取边界轮廓，生成初始刀路模块：用于提取减薄区域及切边区域的边界轮廓，并以提取的边界轮廓为基础，生成初始刀路，将初始刀路生成刀位文件；

基于蒙皮加工要求优化刀路模块：用于在仿真的条件下，对残留区域的刀路进行设计，并将拐角部位的刀路进行衔接，得到一次优化后的刀路；

基于奇异区域的刀具路径优化刀路模块：用于输出一次优化后的刀路，基于镜像铣加工中出现的奇异问题，对刀路进行二次优化，确定刀位点刀轴矢量，生成刀位文件，得到最终优化后的刀路。

其余部分与实施例1相同，在此不做赘述。

上述系统通过基于减薄区域以及切边区域的轮廓提取，并且以轮廓边界为基础等距偏置，构建初始刀路，并在此基础上基于蒙皮加工等步距、无交叉、无残留、无抬刀的要求，对所构建的初始刀路进行优化设计，最终输出用于实际加工的刀路，所提出的优化方案可大大提高编程人员的工作效率，减少加工中出现的零件报废等问题，并且提高了加工质量和加工效率，解决了对多曲率蒙皮加工过程中出现的奇异问题，对未来航空航天事业发展有重大意义。

Claims (10)

1.一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法，其特征在于：包括以下步骤：

判断优先加工面：先将加工面减薄再切边，先加工减薄面积相对大的加工面，再加工减薄面积相对小的加工面；

提取边界轮廓，生成初始刀路：提取减薄区域及切边区域的边界轮廓，并以提取的边界轮廓为基础，生成初始刀路，将初始刀路生成刀位文件；

基于蒙皮加工要求优化刀路：在仿真的条件下，对残留区域的刀路进行设计，并将拐角部位的刀路进行衔接，得到一次优化后的刀路；

基于奇异区域的刀具路径优化刀路：输出一次优化后的刀路，基于镜像铣加工中出现的奇异问题，对刀路进行二次优化，确定刀位点刀轴矢量，生成刀位文件，得到最终优化后的刀路。

2.根据权利要求1所述的一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法，其特征在于：所述判断优先加工面包括如下步骤：

定义多曲率蒙皮加工面A面和多曲率蒙皮加工面B面，并确定多曲率蒙皮加工面A面和多曲率蒙皮加工面B面的减薄区域及切边区域；

对多曲率蒙皮加工面A面和多曲率蒙皮加工面B面的减薄区域进行减薄；

对多曲率蒙皮加工面A面和多曲率蒙皮加工面B面的切边区域进行切边。

3.根据权利要求2所述的一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法，其特征在于：若切边区域包括内边框和外边框，则先加工内边框，再加工外边框。

4.根据权利要求1所述的一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法，其特征在于：所述提取边界轮廓，生成初始刀路包括以下步骤：

选定加工面的减薄区域，提取减薄区域的边界轮廓；

选定提取的边界轮廓，并基于等距偏置生成初始刀路；

在CATIA中将初始刀路生成刀位文件，所述刀位文件包括主轴转速、切削速度、轮廓速度、刀位点和刀位矢量。

5.根据权利要求4所述的一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法，其特征在于：设刀具的切削宽度为，偏置距离为/>，根据刀具判断初始刀路是否满足要求，若/>，则将下一刀轨连接至前一刀轨的尾部。

6.根据权利要求1所述的一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法，其特征在于：所述基于蒙皮加工要求优化刀路包括如下步骤：

将刀路文件导入VREICUT中，并建立卧式双五轴镜像铣削模型和毛坯模型，对刀路文件进行仿真；

基于等步距、无交叉、无残留、无抬刀的要求，对减薄区域的刀路进行重新优化设计；

设偏置线的步距为，刀具的有效切削半径/>，刀轨编号为/>，引入残留区域的临界点、/>，对刀轨间的残留区域进行优化；

将刀路衔接，得到一次优化后的刀路。

7.根据权利要求6所述的一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法，其特征在于：所述对刀轨间的残留区域进行优化包括如下步骤：

根据残留区域的前后两条等距偏置的刀轨、/>、/>、/>，将刀轨/>向前等距偏置半个步距/>，得到偏置线/>；

确定残留区域的两个边界点、/>，然后过边界点/>、/>作刀轨/>的垂线，得到两条平行的垂线为/>、/>，并得到两条垂线/>、/>之间的距离为/>；

在两条垂线的中间位置插入一条与垂线、/>平行的另一条垂线/>；

在垂线上作半径为/>的圆，直至圆的边线位置到达残留区域的临界点/>的位置，得到的圆的圆心为/>，线段/>为添加的新线段刀路。

8.根据权利要求1所述的一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法，其特征在于：所述基于奇异区域的刀具路径优化刀路包括如下步骤：

将一次优化后的刀路生成一次优化刀路文件，所述一次优化刀路文件包括铣削侧刀位点坐标和铣削刀路刀轴矢量，通过逆向运动学变换得到机床旋转轴的A角和C角，并生成通过所有刀轴矢量的B样条曲线，其中，A角表示铣削侧A轴围绕X轴的旋转角度，C角表示铣削侧C轴围绕Z轴的旋转角度；

基于C空间的概念确定无干涉可行域和奇异域/>，将存在奇异问题的刀轴矢量在无干涉无奇异可行域/>中重新选择并替换；

基于最小刀轴矢量距离和最小误差曲线应变能/>为优化目标，求得B样条曲线的控制参数，以得到光顺连续的刀位点的刀轴矢量，并输出二次优化刀路文件；

根据输入MATLAB的刀轴矢量，在基于奇异区域的刀具路径优化刀路的优化条件下输出最终的优化刀路。

9.根据权利要求8所述的一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化方法，其特征在于：最小刀轴矢量距离的表达式为：

其中，s是第t个奇异区域内刀轴矢量的索引，表示备选标记，/>为机床A轴角度向心参数化后的表达形式，属于初始位置；/>为机床A轴角度向心参数化后的表达形式，属于备选位置；/>为C轴角度向心参数化后的表达形式，属于初始位置，/>为C轴角度向心参数化后是表达形式，属于备选位置；min{}表示刀轴矢量距离的最小值；

最小误差曲线应变能的表达式为：

其中，为控制系数，/>为修改后刀轴矢量插值得到的B样条曲线的控制系数，/>为修改后刀轴矢量插值得到的B样条曲线的二次导数，/>为初始刀轴矢量插值得到的B样条曲线的二次导数；

刀轴矢量的表达式为：

其中，为控制点个数，/>为第i个/>次B样条的基函数，/>是控制系数的个数，为节点，/>为控制系数。

10.一种多曲率蒙皮表面加工的刀路优化系统，其特征在于：包括判断优先加工面模块：用于先将加工面减薄再切边，先加工减薄面积相对大的加工面，再加工减薄面积相对小的加工面；

提取边界轮廓，生成初始刀路模块：用于提取减薄区域及切边区域的边界轮廓，并以提取的边界轮廓为基础，生成初始刀路，将初始刀路生成刀位文件；

基于蒙皮加工要求优化刀路模块：用于在仿真的条件下，对残留区域的刀路进行设计，并将拐角部位的刀路进行衔接，得到一次优化后的刀路；

基于奇异区域的刀具路径优化刀路模块：用于输出一次优化后的刀路，基于镜像铣加工中出现的奇异问题，对刀路进行二次优化，确定刀位点刀轴矢量，生成刀位文件，得到最终优化后的刀路。