五轴联动圆弧非线性插补算法及其软件实现

以具有A、C旋转轴的刀具双摆动五轴机床为例,提出五轴联动数控机床的空间圆弧非线性时间分割插补算法.详细研究五轴联动中的平动和旋转运动的联动原理,利用齐次变换矩阵求取圆弧插补点的空间坐标.通过插补点的空间坐标,逆求出刀轴的旋转量,进而求取转角补偿位移,并将其叠加至平动位移上,在每一个插补步骤中进行补偿,从而实现空间圆弧的时间分割插补算法.最后利用Visual C++6.0编写该算法的仿真软件,验证该插补算法的正确性.五轴联动圆弧非线性插补算法适用于五轴联动数控机床中任意空间圆弧的插补.该算法计算简单,结果精确,刀具移动平稳.     

多轴联动电火花加工数控系统可逆插补研究

为了实现电火花加工中的多轴联动可逆插补,利用改进的逐点比较法开发了可逆直线插补算法;利用改进的单步追踪法开发了可逆圆弧插补算法;以二轴联动插补为基础,派生得到了多轴联动插补算法.利用文中研究的多轴联动可逆插补算法,开发出了5轴联动可逆插补算法,应用于5轴联动电火花加工数控系统中,并运用该数控系统进行了带冠整体式涡轮盘的加工实验.实验表明该算法是一种精确严格的多轴联动可逆插补算法,非常适用于多轴联动电火花加工数控系统.     

数据采样插补算法的研究

直线和圆弧插补是数控系统中最基本的插补方法,插补算法的优劣直接影响加工速度和精度.文中介绍了数据采样法的直线和圆弧插补算法的基本原理,并对插补误差进行了分析.利用极坐标参数,提出了一种内接弦线逼近圆弧的改进算法.改进后的算法,避免了插补过程中插补值过象限问题,简单直观,易于实现.此方法提高了计算速度,保证了加工精度,为插补软件的实现提供了参考.     

基于角度逼近的马鞍形曲线自动焊接插补算法

介绍了马鞍形曲线自动焊接系统的工作原理、插补算法及软件实现.系统通过x,y,z三轴联动,控制焊枪实现马鞍形曲线焊缝的自动焊接.在基于角度逼近的平面圆弧插补算法的基础上,分析了马鞍形曲线空间几何特点,根据x,y,z三坐标的空间几何关系设计了一个插补决策.算法利用焊枪对马鞍形曲线焊缝在xOz平面内投影轨迹的回转联动y轴运动来拟合马鞍形曲线,从而解决了马鞍形曲线焊缝的自动焊接问题.由该算法实现的程序结构简单,易于实现,而且运行效率高,插补出的曲线均匀且误差小.     

数据采样法圆弧插补的新算法

介绍了数据采样圆弧插补的一种新型算法,阐述了这一算法的基本原理和特点,揭示了该算法的内在规律,给出了不同类型圆弧插补的计算公式,总结归纳了圆弧插补的处理方法.据此,设计的圆弧插补计算软件具有覆盖面更广、计算更方便快捷等特点.     

数字增量式直接函数法的圆弧插补算法的改进

在研究数字增量式直接函数法的圆弧插补算法的基础上,提出了一种改进的直接函数法的圆弧插补算法。经改进后的圆弧插补算法,计算简单,插补运算速度大大提高,插补精度和进给速度的匀速性都有明显提高。     

基于FPGA的数控系统圆弧插补控制模块化设计

针对数据采样圆弧插补算法进给速度慢、加工效率低等问题,提出一种模拟可配置电子凸轮箱的插补方法,构建了圆弧插补算法模型。采用硬件描述语言设计圆弧插补模块,基于FPGA控制系统建立多轴联动的运动控制实验平台。实验数据表明:当圆弧路径的半径为10 000个脉冲当量时,电机运行的误差峰值为11.4个,误差为0.114%;当圆弧路径的半径为15 000个脉冲当量时,电机运行的误差峰值为13.2个,误差为0.088%。误差峰值出现在伺服电机换向时,是由其自身的机械特性和传动刚性所致。结果表明:电子凸轮箱式插补算法的插补轴并行独立,因此其速度快、精度高、可靠性强;通过调节各插补轴分量形成各类圆弧轨迹路径,因此方便、灵活且柔性高。     

数控加工中非圆曲线轮廓的三圆弧逼近方法

提出了一种以连续相切的圆弧逼近非圆曲线轮廓的方法.方法借鉴曲率圆法中的误差控制原理,通过求取非圆曲线与内、外偏差圆的交点确定圆弧插补节点;在每个插补区间中,曲率圆以及与曲率圆相切的两段圆弧构成连续相切的三圆弧曲线;相邻插补区间的连接点处,三圆弧之间同样连续相切.相比传统的相切圆法及双圆弧样条方法,该方法的误差控制直接,运算简单,具有一定的工程应用价值.     

空间圆弧插补的三轴联动EE插补原理与算法

本文提出了任意空间圆弧插补的新算法,即三轴联动EE插补法,及其在特殊情况下的一种简化方法——LE插补法。该方法是二维椭圆插补方法在三维任意空间圆弧插补中的推广,插补过程中不需要作乘除运算,只作加、减和左移位操作。方法简便,运算速度快,可以满足在三轴微机数控铣床上加工空间曲面的软件插补要求,有很大的实用价值。     

数控系统圆弧插补算法的改进

在数控系统中 ,插补算法是生成加工轨迹的一个最基本的子程序 ,在很大程序上决定了数控机床的加工精度和最大进给速度。逐点比较法加工轨迹仅在平行于Ｘ轴、Ｙ轴的方向上运动 ,且偏差比较函数简单 ,因而执行速度快 ,但是插补精度不高 ;而文献 [1]、[2 ]中提出的最小偏差法 ,其基本思想是给出多个进给方向 ,然后利用偏差比较函数决定最小偏差的进给方向 ,因而插补精度高 ,但最小偏差法对圆弧进行插补时 ,每步插补方向的选择需先试算三个插补方向上的偏差 ,再比较其绝对值大小 ,导致插补程序复杂 ,执行速度不高。本文提出了一种新的圆弧插补算…     

活塞异型截面曲线数控加工中的一种逼近方法

针对发动机活塞截面曲线的非标准性，提出了采用最少的圆弧段逼近加工曲线的方法，详细地分析了用圆弧段逼近非标准随圆曲线的过程，并对逼近误差进行分析，满足加工拟合曲线的要求。此种方法计算简单，精度较高。     

数控车床圆弧面螺纹车削研究与程序开发

在车削直螺纹或锥螺纹功能基础上,提出了采用小线段螺纹插补实现圆弧面上螺纹车削的思想。为了求出逼近小线段坐标,采用几何算法对圆弧的圆心进行计算,确定加工圆弧的起始角和终止角,然后通过坐标变换得到逼近小线段点相对工件原点的坐标。最后结合SINUMERIK数控系统的R参数功能,实现了圆弧面螺纹车削的数控程序开发。     

粒子群算法在等误差直线逼近节点方法中的应用

自由曲线是数控加工中经常遇到的工件外形轮廓曲线,但一般的数控系统只有直线和圆弧插补功能。对于自由曲线的直接数控加工,只能用直线或圆弧去逼近其节点,并进行逼近的走刀加工。等误差直线逼近节点的方法能够使所有逼近线段误差相等,是自由曲线直线逼近节点的有效方法之一。在对等误差直线逼近节点算法的研究中,基于几何运算,提出一种新的等误差直线逼近节点的计算方法。该方法通过建立自由曲线的数学模型,运用粒子群算法迭代求取自由曲线上的刀位点坐标信息,并通过VC++编程,实现自由曲线等误差直线逼近数控系统的开发,并验证了该算法的有效性。     

数控机床加工非圆曲线的程序编制方法

对在数控机床上不能直接进行插补加工的非圆曲线、列表函数，提出了用三次样条函数插值、用双圆弧逼近加工轮廓线的方法，并给出了在计算机上予以实现的流程图。     

一种新的逐点比较法圆弧插补算法的研究

传统的逐点比较法在圆弧插补中的误差δ≤1个脉冲当量,且输出到各个轴的脉冲不均匀,为了解决这个问题,提出了一种新的逐点比较圆弧插补法。新插补算法的理论误差δ≤0.447 2个脉冲当量,并对新插补算法进行了实例验证。结果表明:在半径为6的圆弧上进行插补时,其最大误差为δ=0.343个脉冲当量,且脉冲分配也更加均匀。     

自动焊接相贯线接缝的实时插补控制算法与仿真

圆柱管之间连通焊接是较为广泛的管连接形式之一,而形成的相贯线接缝则是较为复杂的空间曲线.在一种专用焊接机床的基础上,以圆柱管之间连通焊接形式为例,介绍了实现复杂相贯线接缝自动焊接的可控步长实时插补控制算法,重点研究了保持焊接速度恒定以及满足给定逼近误差条件时利用等长直线段拟合复杂空间曲线的插补计算处理方法.以一种通用的圆柱管之间连通焊接应用为例进行了实时控制算法计算说明,并且利用OpenGL工具软件对插补合成运动轨迹进行了动态仿真.仿真结果表明,该实时插补控制算法是可行的.     

基于Quasi-Hermite空间曲线的插补优化算法研究

根据参数曲线数控插补原理,针对数控系统中常用的Hermite多项式插补算法递推速度慢、逼近精度较差的缺点以及等参数插补法存在的局限性,提出一种基于代数指数样条基的微段实时插补方法,并采用一阶泰勒拟合实现了插补步长相等条件下的恒速插补,给出算法流程.仿真结果表明,本算法缩短插补时间的同时提高了插补精度,并保持进给速度的稳定.     

一个实用的圆弧插补算法及实现

圆弧插补算法是数控系统中的一个关键技术,本文介绍了一种实用的圆弧插补功能模块的设计方法,此模块包含两部份:G02/G03功能模块的设计方法和G02/G03中断插补模块设计方法,在G02/G03功能处理模块中阐述了数据预处理,坐标变换等方法.在G02/G03中断插补模块中阐述了插补运算,过象限处理,终点判断等程序处理方法.在文章最后给出了算法和程序实现过程.     

Interpolation algorithm based on central angle division

Second-order interpolation is essential in the manufacturing of curve contours. Especially, according to different part shape, corresponding interpolation algorithms are required. However, the problems of how to determine the parameters of conic sections, how to reduce computational time and how to minimize the contour error according to desired accuracy have not been completely solved. On the basis of the principle of central angle division of an arc, this paper develops an elliptic interpolation algorithm for elliptic gears. And the idea is extended to general second-order interpolation. Although their representing equations are different, the proposed recursive algorithm flows for different conic sections are similar, which is very easy for computer to satisfy the interpolation requirements.