基于NURBS曲线拟合的微段高速自适应加工算法

为了满足加工精度的要求,消除以微小直线段离散化自由曲线加工路径的微段加工方式的加工程序量过大和需要频繁加减速的两大弊病,实现微小直线段的高速平滑加工,提出了带权因子和一阶导数约束的NURBS曲线最小二乘逼近算法,并在此基础上给出了基于NURBS曲线拟合的微段平滑加工算法。该微段平滑加工算法将离散的微段数据点拟合成一条NURBS曲线并将其作为新的加工路径,然后利用NURBS曲线实时插补,从而实现微小直线段的平滑加工。验证结果表明,该算法使加工更平滑和高效。     

基于面向服务体系结构的制造企业协同化工程支持技术

研究了协同服务、网络化制造以及云制造的信息化制造技术,引入云计算的部分思想,基于面向服务的体系结构,构建了一个示范性协同服务系统平台.该平台底层应用现场设备工具/设备类型管理和OPC标准构架技术实现了各异构设备和控制系统间的通信和数据共享,上层结合网络技术实现了网络制造和协同服务.该系统实现了异构设备的互连和通信,使其具有远程监控、诊断等功能;整合了企业内生产、管理和采购方面的资源,初步实现了远程协同化管理.     

基于OPC XML—DA的工程支持和服务

针对企业底层设备复杂控制和企业应用层管理的需要,结合最新的Web Services技术,通过对OPC XML-DA技术的应用,借助Internet实现远程的工程支持和服务.这是一种全新的框架和实现方式,区别于传统通过COM/DCOM技术来实现的异地通信和控制,能实现真正意义上的跨操作系统的远程工程支持和服务,满足复杂异构设备的远程控制和服务要求.     

基于NURBS最小二乘逼近的微段平滑加工算法

在微段加工方式下,通常需要借助CAM(Computer Aided Manufacturing,计算机辅助)软件的后置处理将连续的加工路径离散化为大量微小直线段,并生成数控程序,数控系统则根据由微小直线段组成的加工路径进行插补和加工。但是,该方式具有加工程序量过大和需要频繁加减速来满足加工精度要求的两大不足。因此,为了实现微小直线段的高速平滑加工,提出了带权因子和一阶导数约束的NURBS曲线最小二乘逼近算法并加以了初步验证。算法的实质是将由微小直线段组成的加工路径拟合成一条连续的NURBS曲线,作为新的加工路径,然后利用NURBS实时插补对新的加工路径进行插补,实现微小直线段的高速平滑加工。经初步验证,算法有助于改善微段加工方式的加工质量和效率。     

数控加工速度前瞻及插补算法的研究

在保证数控加工的加工精度和速度稳定性的基础上,研究了数控机床连续直线段加工的速度前瞻和回溯优化方法。根据速度前瞻的结果和进给倍率的变化,采用直线加减速的方法进行插补;采用C++和Matlab对本算法进行了开发。仿真结果表明了算法的有效性。     

五轴加工奇异问题及其处理方法

在五轴机床加工中,当刀轴矢量接近或平行于某一旋转轴(即奇异轴)而产生奇异问题,文章在分析奇异问题及其产生原因的基础上,提出一种奇异域检测的几何方法.这种方法可以根据始末位置刀轴矢量在未经插补的情况下,提前检测出刀轴是否经过奇异域及其类型,然后针对每种类型指定一种相应的插补算法,并且通过仿真实验.仿真结果表明该算法能够有效检测出加工中会出现的奇异问题并改善加工精度.     

五轴联动刀轴矢量平面插补算法

大多数数控系统仍默认以旋转轴角度线性插补插补方式进行铣削加工,实际刀轴矢量偏离理论刀轴矢量位置,产生极大的非线性误差。在五轴联动数控加工中心圆周铣削倾斜面时,表现为实际刀轴矢量偏离待加工平面,造成过切或欠切误差。而且,机床类型不同,铣削的误差表现形式也不同。经研究表明,此非线性误差完全来源于旋转轴角度的线性插补方式。从研究分析运动学坐标转换开始,从理论上研究旋转轴角度线性插补的原理和产生非线性加工误差的根源,提出刀轴矢量平面插补具体算法,并针对CA型双摆头类型机床进行仿真验证,新算法从根本上解决了该问题。     

Akima曲线插补中的空间曲线多项式生成方法研究

基于Akima算法计算简便、生成曲线唯一且平滑自然的优点,将其应用于数控机床的曲线插补.通过参数化方法获取参数,再应用Akima算法建立参数与坐标数据的多项式,完成对该插补算法的空间曲线描述.针对参数化方法的选取,通过Matlab仿真实验,比较了累加弦长参数化方法和修正弦长参数化方法对生成Akima曲线的影响,仿真实验结果表明,修正弦长参数化方法相比于累加弦长参数化方法总体上更接近理想曲线,且误差波动小.     

冗余轴解决五轴加工奇异问题的研究

为解决五轴加工在奇异点附近加工误差较大且易对工件和机床造成冲击的问题,对带有冗余ABC三转轴机床解决CA双摆头型五轴奇异问题进行了研究。建立了机床模型,依此得出了此冗余轴机床的运动关系,并根据加工刀位点特点对刀路进行初步研究。仿真结果表明,与其他解决奇异问题方法相比,该冗余轴机床可以有效克服五轴机床奇异问题,基本消除奇异区域的较大加工误差,并且各轴旋转角度得到了优化,从而使加工效率大大提高。