基于MATLAB的优化双圆弧插补高次曲线的算法

针对普通数控机床加工的特点,推算了双圆弧插补法拟合高次曲线的数学模型,在拟合原曲线时,针对高次非圆曲线的特点,优化了双圆弧插补算法。并通过Matlab软件编程实现拟合过程,控制拟合误差。基于双圆弧插补法设计数控加工高次曲线的方法加工效果好,数控加工程序段和加工用时明显减少,且通用性和实用性强。     

基于自适应变步长算法在大型非圆曲线零件数控加工中的应用

针对固定步长的圆弧插补算法在大型非圆曲线零件加工中的缺点，提出了自适应变步长算法，该方法按照曲线的曲率变化而采用相应的步长，算法简单，插补误差小，达到了快速、高效的加工效果，避免了以往过切或者加工精度不够的现象。能够提高数控机床的插补精度和加工效率。     

用于五轴联动数控机床的曲线插补控制策略

为实现复杂曲面零部件的高速高精数控加工,提出了一种用于五轴联动数控机床的曲线插补控制策略.实现该控制策略的数控机床控制器将控制任务分为非实时任务和实时任务两部分.非实时任务包括刀具路径信息中位置矢量的曲线插值计算和刀位矢量的曲线插值计算;实时任务包括位置矢量插值曲线和刀位矢量插值曲线的实时插补计算,以及插补点坐标的逆机床运动变换.加工实验表明,该插补加工方法町以用于五坐标数控机床的运动控制,具有良好的应用前景.     

大螺距螺纹的铣削加工

1.螺纹铣削的轨迹 螺纹铣削加工是由刀具的自转与机床的螺旋插补形成的,是利用数控机床的三轴联动功能结合G02或G03圆弧插补指令,螺纹铣刀绕螺纹轴线作X、Y方向圆弧插补运动走出螺旋曲线,     

凸轮轮廓的数控加工

以数控机床加工凸轮轮廓曲线是简单而高效的方法,但现有的数控系统无直接进行凸轮插补的功能,一般是用直线插补或圆弧插补代替。这样首先必须将要加工的轮廓曲线划分成微小的直线段或圆弧段,而后求出其节点坐标。提出了等误差直线逼近曲线的节点划分方法,其特点是计算简单、结果精确,并能保证所有插补段上的逼近误差均等,且能控制其大小。     

基于四阶龙格—库塔算法的NURBS曲线插补

为了提高数控机床的精密加工能力,提出了基于四阶龙格—库塔算法的NURBS曲线插补方法。该方法通过使用四阶龙格—库塔算法求解NURBS曲线节点矢量,得到更高精度的NURBS曲线节点矢量增量,并采用后向差分法代替微分求导的复杂计算过程,提高NURBS曲线插补的稳定性,通过弓高和最大加速度约束插补步长的方法对NURBS曲线插补步长进行限制,减小插补误差对该插补算法的影响。NURBS曲线插补算法过程运用MATLAB软件进行仿真及数据分析处理,验证了该NURBS曲线插补方法的合理性和可行性。     

圆弧插补中累积误差消除方法探讨

数控加工插补任意曲线时，由于拟合圆弧各型值点的圆整，使圆弧插补终点与指令设定终点不重合，多段圆弧加工时，产生误差积累。该文从插补过程中偏差判别、终点判别的机理出发，提出“单段圆弧最大偏差极小化”方案对这种误差予以消除，并应用于实践之中。     

基于G代码修改的数控机床几何误差补偿方法

为减小数控机床的空间运动定位误差,研究了一种基于G代码修改的几何误差补偿方法。以多体系统理论为基础,构建起多轴数控机床的通用误差模型,并据此建立了三轴数控机床空间误差模型。提出三维空间内任意直线轨迹的直线插补补偿算法和可提高圆心位置精度的平面内圆弧插补补偿算法,且这2种补偿算法都可分别设定不同的插补精度。采用修改G代码方式实现补偿方法的通用性,在XZOY型三轴数控机床上开展了误差补偿实验,验证了其有效性。     

计算机辅助非圆曲线的数控编程──等误差直线逼近节点法

一、概述 数控机床的控制系统一般只具有直线插补和圆弧插补的功能,不能直接进行非圆曲线的插补;同时,非圆曲线插补的种类繁多,任何数控机床的控制系统也无法包罗万象。因此,采用计算机辅助非圆曲线的数控编程,为扩大数控机床的应用和提高生产率提供了一个有效手段。 二、非圆曲线数控编程原理 所谓非圆曲线的编程方法,即编制一个小小直线段或小小圆弧段的数控程序,用它来近似地代替非圆曲线(如图1所示)。逼近线段与曲线节点(交点)的数目主要取决于逼近线段的形状(直线或圆弧)、曲线方程的特性以及允许逼近误差。利用它们之间的数学关系,求…     

基于NURBS曲线的非圆曲线数控插补算法研究

针对目前数控加工系统中直线和圆弧插补存在的不足,提出了基于NURBS曲线的非圆曲线插补算法。并在NURBS曲线建模理论基础上,借助MATLAB软件建立了非圆曲线轴的数学模型,将生成的数学模型导入到UG中生成了实体模型。利用控制弓高误差的自动调节进给速度的插补算法对工程实际中的非圆曲线进行了仿真分析。仿真结果表明,此方法达到了预期的目标。     

STUDY ON THE FEEDFORWARD COMPENSATION OF THE MOTIONERRORS OF NC MACHINE TOOLS

ＳＴＵＤＹＯＮＴＨＥＦＥＥＤＦＯＲＷＡＲＤＣＯＭＰＥＮＳＡＴＩＯＮＯＦＴＨＥＭＯＴＩＯＮＥＲＲＯＲＳＯＦＮＣＭＡＣＨＩＮＥＴＯＯＬＳＹｕＷｅｎｈｕａ；ＷｕＺｈａｏｔｏｎｇ（ＺｈｅｊｉａｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ）ＡｂｓｔｒａｃｔＡｆｅｅｄｆｏｒｗａｒｄ...     

数控机床径向运动误差的形成机理及补偿方法研究

研究数控机床圆周插补运动径向误差的形成机理,并提出一种误差软件补偿方法。分别用圆轨迹运动误差测试仪和圆度仪测出数控机床圆周插补运动的径向误差,对该误差建立计算机误差补偿模型,应用该模型进行软件补偿实验研究。实验结果验证了误差形成机理的分析,同时表明提出的误差软件补偿方法能有效地提高数控机床的圆轨迹精度。     

数控机床运动误差检测与仿真

本文介绍了一种测量数控机床和加工中心运动误差的新装置－双球规的结构特点，测试原理及测试方法，给出数控机床常见的各种运动误差矢量表达式特征模型，并进行了计算机仿真研究。     

机床直行部件运动误差的在线测量

提出了采用精确时域两点法测量机床直行部件运动误差的新方法。该方法可以克服利用经典频域三点法测量直行部件运动误差时,由于误差的非周期性、非封闭性以及端点不连续而引起的高阶谐波分量失真等边缘效应。另外,该方法既可以得到机床直行部件的运动误差,又可以得到在该机床上加工零件的直线度形状误差,这些测量信息都有助于诊断机床的误差源,以提高机床的加工精度。     

A control strategy with motion smoothness and machining precision for multi-axis coordinated motion CNC machine tools

The advanced manufacture technology requires that multi-axis coordinated motion computer numerical control (CNC) machine tools have the capability of high smoothness and high precision. At present, the study of the motion smoothness mainly concentrates on the acceleration and deceleration control method and the look-ahead process of velocity planning in the interpolation stage. The control strategy of the contouring error mainly focuses on tracking error control, cross-coupling control, and optimal control. In order to improve the motion smoothness and contouring precision for multi-axis high-speed CNC machine tools, a multi-axis modified generalized predictive control approach was presented in this paper. In the control strategy, the estimation models of tracking error, contouring error, velocity error, and acceleration error were structured separately. A new improved quadratic performance index was proposed to guarantee the minimum of these errors. Generalize predictive control was also introduced, a multi-axis generalized predictive control model was deduced for motion smoothness and machining precision for multi-axis coordinated motion CNC system, and an approved multi-axis generalized predictive controller based on the model was designed in this paper. The proposed predicted control approach was evaluated by simulation and experiment of circular, noncircular, and space line trajectories, respectively. These simulative and experimental results demonstrated that the proposed control strategy can significantly improve the motion smoothness and contouring precision. Therefore, the new position control method can be used for the servo control system of multi-axis coordinated motion CNC system, which increases motion smoothness and machining precision of CNC machine tools.     

Development of a real-time trajectory generator for NURBS interpolation based on the two-stage interpolation method

This paper deals with the real-time NURBS interpolation method in which the interpolation error between the ideal curve and the interpolated curve is compensated within the machine basic length unit (BLU). Parametric curve interpolation methods are based on the Taylor series expansion of curve parameters and an approximation. This approach enables effective feed command generation following the target curve. However, the interpolation error caused by the curve segmentation cannot be controlled.In this research, a two-stage interpolation method that compensates for interpolation errors within machine BLU is proposed. The interpolation result was filtered by an acceleration/jerk limitation equation. Through this two-stage interpolation, both the interpolation error condition and the motion dynamics can be satisfied.Using computer simulations in which interpolation results are revaluated by a numerical iteration method, it is shown that the two-stage interpolation algorithm can interpolate target curves precisely with geometric and dynamic contentment. The proposed algorithm was implemented in the CNC simulator system and an experimental run was conducted to identify the real-time adaptation.     

数控机床综合误差分析与建模研究

分析了影响机床精度的误差来源及运动副的误差运动学原理。以一台三轴数控机床为研究对象,利用低序体阵列描述多体系统拓扑结构,用特征矩阵表示多体系统中间体的相对位置和姿态,建立误差综合数学模型,模型中不仅包含了几何误差且包含了热误差和切削力误差,可为其他类型的机床误差综合建模及补偿提供参考。     

数控机床运动误差诊断技术研究

列举了造成数控机床运动误差的主要来源，给出了各主要运动误差来源对应的特征曲线。在此基础上进行了综合误差的诊断研究，提出了可用于综合误差诊断的数学方法，并进行了大量的仿真研究，得到了较为满意的结果。     

机械制造业数控机床几何误差自动控制

为了降低数控机床几何误差,提升加工精度,提出机械制造业数控机床几何误差自动控制方法。通过激光跟踪仪辨识机械制造业数控机床的几何误差,采用快速定位补偿算法与圆弧插补补偿算法相结合的方法补偿数控机床几何误差。利用计算机辅助制造软件生成刀位文件,依据刀位文件生成数控机床加工程序,通过补偿控制器生成数控机床各轴运动的控制指令,数控机床伺服系统接收控制指令后,自动控制数控机床各轴运动,以达到数控机床几何误差自动控制的目的。实验结果表明,采用该方法自动控制数控机床几何误差后,方向与角度的几何误差分别低于0.03 mm与0.1°,实际应用效果较好。     

珩磨机运动控制卡的三次B样条曲线插补算法

数控珩磨机在加工复杂曲线曲面时,控制系统通常以TMS320F2812芯片为核心,设计DSP运动控制卡的定时器控制中断控制伺服电动机来完成插补。介绍了一种利用DSP运动控制卡进行三次B样条曲线的插补方法,该方法不仅可以缩短插补时间,也可以通过控制运动控制卡定时器中断来调整插补轨迹。最后实例表明,该插补算法不仅满足运动控制的要求,而且也满足了高速高精度插补的要求。