第6讲数控宏指令编程

随着国民经济和机械工业不断发展,具有复杂曲面机械零件的应用越来越广泛。在编制零件的数控加工程序时,往往会遇到零件中存在非直线轮廓、非圆弧轮廓和由简单轮廓按一定规律构成的复杂结构的情况,比如零件存在椭圆轮廓、抛物线轮廓、自由曲面等,而数控系统本身一般只能作直线插补和圆弧插补,对于这样零件的数控编程,通常采用直线段或圆弧段去逼近零件轮廓,并且加工轨迹的数学处理非常复杂,解决的方法主要有数控宏指令编程和自动编程,相对而言采用宏指令编程程序数据量小,编程灵活、方便。     

绗缝机花样加工代码自动生成算法

为简化绗缝机花样设计工艺,降低人的经验影响,达到随拍随绣的效果,对目标绗缝图像进行预处理与边缘提取;采用轮廓跟踪算法,将图像分割为若干有序点链轮廓;最后使用遗传算法,以直线和圆弧为微段加工基元,以一阶连续为约束条件,拟合各段轮廓,进行模拟加工,同时运用MatLab进行编程验证,证明其可靠性。结果表明:应用带约束的误差函数,避免了因端点不连续带来的剪线、跳针的影响,各代最优加工路径的适应度在遗传算子的作用下逐步提高,达到总误差小且拟合段数少的效果;模拟加工实时性好、效率高、还原度高,满足实践中复杂花样的绗缝加工需求。     

基于食品工业六轴机器人的设计与轨迹规划

目前食品工业领域对机器人的灵活性、重复定位精度和运动的平稳性要求越来越高,根据这一要求设计一种关节机械臂串联的六轴机器人。介绍了其基本结构及其技术参数,然后对机器人的轨迹规划进行了研究,采用S曲线加减速结合直线插补和圆弧插补的算法,对机器人的空间直线插补和圆弧插补做了理论分析,并运用MATLAB进行了仿真分析。验证了算法的可行性,证明了该插补算法能有效地减小机器人启停时对电机和机械本体的冲击,为六轴机器人的控制策略的研究和轨迹规划的优化提供了理论依据。     

基于G1连续的圆弧与B样条分段点区间确定及重构方法

在逆向工程中,截面曲线重构质量的高低决定了能否更好地反映物体的初始设计意图。高精度分段点的提取则是提高重构质量的关键。针对圆弧与B样条曲线重构过程中,无法确定分段点所在区间问题,提出了圆弧与B样条线性化处理方法,并结合基于数理统计原理的分段点区间确定办法和基于黄金分割法的重构方法,提取了圆弧与B样条间的高精度分段点。实例证明该方法能在现存数据之间搜寻精度更高的分段点。该方法有效地解决了圆弧与B样条高精度分段点提取问题。     

基于3TPS/TP型并联机器人的轨迹规划算法

本文对3TPS/TP型并联机器人工作头刀尖点的位置轨迹规划算法进行了研究,考虑在笛卡尔空间下,运用直线和圆弧插补算法实现对3TPS/TP型并联机器人的刀尖点分别为直线和圆弧两种情况下的轨迹规划。仿真结果表明,刀尖点的运动轨迹为经过示教点的轨迹,进而验证了设计方案的可行性,能够满足机器人作业平稳、精确的要求。     

基于MATLAB的汽车塑料内饰件打磨路径规划仿真

为提高汽车塑料内饰件的打磨效率,注塑厂引入工业机器人打磨工作站来替代人工作业.课题组根据汽车塑料内饰件的特性,将工业机器人的打磨路径分解成若干段直线路径和曲线路径,利用课题组设计的空间直线插补与空间曲线插补相结合的插补算法,通过MATLAB平台及Robotic Toolbox工具箱进行路径插补运算和仿真.结果表明:工作...     

基于FIR滤波的拐角精确插补算法

刀具轨迹一般是由一系列直线(G01)或圆弧(G02)组成,为了实现路径之间的平滑转接和精确过渡,课题组提出了基于有限脉冲响应(FIR)的连续拐角精确插补算法。该算法利用FIR滤波器对速度脉冲进行滤波,生成刀具的拐角轨迹,通过调节滤波器重叠时间,精确控制拐角轮廓误差,利用过滤后脉冲生成加速度曲线的频谱,加速度曲线可以避免不必要的残余振动。通过实验与传统点对点(p2p)插补算法进行对比,课题组提出的算法加工时间减少了14. 6%,加工效率明显提高。     

皮革类专用冲裁设备的控制策略和关键算法

提出了一种基于运动控制卡的皮革类冲裁专用设备控制系统的控制方案.给出了圆弧和直线的插补算法.控制系统采用GE-400-SV 4轴运动控制卡 PC的系统结构.XY轴控制刀具轨迹运动,刀具上下作往返高速冲裁,冲裁运动频率与轨迹运动速度成正比,刀刃方向保持与运动轨迹相切.PC机实现文件管理、显示等功能,运动控制卡完成关键的实时运算和处理.任意曲线经软件预处理后可生成直线或圆弧,并采用四轴数字积分法实现插补.     

数控车手工编程中圆弧插补的顺逆判别

提出了一种在数控车手工编程中正确选用顺时针圆弧插补指令和逆时针圆弧插补指令的简便方法,并进行验证。     

带有切线多边形的三次B样条的α扩展曲线

为了使三次均匀B样条的α扩展曲线与给定多边形相切,构造了一种与给定多边形相切的三次均匀B样条曲线的α扩展的算法.在算法中,所有的三次均匀B样条的α扩展曲线的控制点可以通过对多边形的顶点简单计算产生.所构造的曲线对多边形具有保形性,曲线可以局部修改.最后给出了2个算例.     

三次Bzier样条曲线在服装纸样设计中的应用

 在服装纸样设计中,经常会碰到这类问题,要求构造一曲线,能通过给定控制多边形的首末控制点,并且与首末控制边相切,可使用三次B?zier样条曲线来构造。同圆弧样条和B样条等方法相比,三次B?zier样条曲线方法的特点是能够非常方便的构造,并且得到的曲线因为内部拼接点处达到G2连续,线条整体光顺、优美。同一般的B?zier造型方法相比,该方法的特点是设计者可根据需要调节参数,从而改变线条的形状,增加了服装的款式和式样,适用于服装CAD的制作和应用。     

由控制多边形构造的圆弧样条曲线

为CAD系统提出了一种由控制多边形构造的圆弧样条曲线。首先分别为C-型和S-型双圆弧各找到了一种比传统方式更优的缺省约束方式,简化了程序生成曲线的运算过程,并给出了生成算法。然后通过分析曲线的动态生成性能,对新控制顶点的落点区域进行了精确划分,并给出了对应的曲线生成形式,确保了曲线生成的动态连续性。最后还对曲线的局部支撑性、连续性、构造曲面等扩展性能做了一定的探讨,验证了将其应用于CAD系统的可行性。它的应用将为数控加工领域带来许多方便。图11参9     

纸样技术在全成形斜裙编织工艺中的应用

为解决全成形斜裙样衣尺寸与客户要求之间误差过大问题,分析了全成形接片结构、编织工艺及尺寸误差产生原因,将梭织服装纸样技术运用于全成形斜裙纸样绘制及其腰口和下摆弧线长度获取中,运用扇形切展法和任意角度扇环法绘制纸样,以纸样剪移法和扇环弧长计算法获取弧线长度,并对2种纸样、2种弧长进行比较分析,演绎出更适用于全成形斜裙腰口和下摆弧线长度的直接理论计算方法。研究表明：扇形切展法与纸样剪移法的组合可用于获取斜裙腰口和下摆弧线的准确长度,而任意角度扇环法与扇环弧长计算法的组合,更可直接理论计算出斜裙腰口和下摆弧线长度,无需复杂而繁琐的纸样绘制、剪切和转移,缩短了试样时间,提高了试样效率。     

基于MatLab的经编机钩针凸轮轮廓曲线反求设计

为设计并制造磨损的经编机钩针凸轮的替代品,提出一种新的反求设计方法,即利用三坐标测量仪测得磨损凸轮轮廓线上各点数据,在MatLab中将所采集的数据进行曲线绘制,通过进一步修正曲线,对数据进行重新筛选后,利用MatLab对新数据进行三次样条插值,再借助Excel将插值后的数据导入AutoCAD中生成可编辑的凸轮轮廓曲线,为数控编程提供依据。实际运行结果表明,由该方法加工出的凸轮满足生产工艺要求,振动小,噪音低,这种方法可为类似凸轮设计提供借鉴。     

横机三角曲线改进研究

针对横机上常用的直线一圆弧形三角在运行中出现的振动、磨损大等缺陷，根据三角与织针的工艺要求和运动规律，通过力学和动力学分析，提出了运用直线一摆线组合优化设计横机三角曲线的方案。     

纸样在羊毛衫编织工艺制定中的应用

提出羊毛衫纸样和编织工艺结合设计理论,指出纸样转化为羊毛衫编织工艺单的3种方法,即曲线转化成折线、曲线转化成直线及平位应用和编织机器的影响,将纸样根据横机编织的工艺要求转化成衣片形状,可以生产出设计新颖,款式独特的横机编织产品。通过该理论可以更好地实现服装的款型,因而可使羊毛衫的设计思路完全放开,并丰富产品款型,使羊毛衫更加时尚和富于变化。     

基于Euler-Bernoulli梁理论的无缝内衣机织针编织过程固有频率特性研究

针对无缝内衣机织针编织过程固有频率理论模型少、编织过程织针振动特性难捕获等问题,采用Euler-Bernoulli梁理论对织针沿针筒切向方向的振动方程进行求解,获取织针横向弯曲的振型曲线及固有频率,同时采用ANSYS仿真软件对第2退圈三角上6个出针位置进行模态分析。对比理论数值结果发现二者振型一致,固有频率相对误差不超过2.3%。采用德国PCO公司DIMAX系列高速相机,获取织针沿三角弧面做受迫运动时的横向振动曲线表明,基于Euler-Bernoulli梁理论可准确分析织针编织过程中的固有频率特性。实验采用的捕获织针横向振动方法,对圆形纬编针织机织针振动特性的测试研究具有一定借鉴意义。     

圆弧形密齿罗拉的应用效果分析

探讨圆弧形密齿罗拉的技术特点和应用效果.分析了罗拉表面形态时纺纱质量的影响,在重定量大牵伸工艺条件下,时圆弧形密齿罗拉与梯形沟槽罗拉在不同品种、不同机型上进行了试验对比分析,结果表明:68斜齿圆弧形沟槽罗拉纺纱质量明显优于56斜齿梯形沟槽罗拉;在合理的纺纱条件下,罗拉的无有害机械波率可以达到98%以上;对重定量工艺以及细纱机长车机型有较好的适应性.     

段染纱横编袜子花纹形成方法

为给段染纱横编袜子的花纹设计提供理论参考,分析了筒形织物的横机圆周编织方式,以及段染纱在筒形织物中色段的分布规律,并用圆柱螺旋线来模拟其分布规律。借助MatLab模拟出既定段染纱筒形织物的花纹,模拟花纹与织物实样花纹有良好的一致性,同时给出段染纱横编袜子花纹形成的几种方法。研究结果表明:段染纱的色段分布规律结合筒形织物的圆周编织方式,可形成多样的花纹,花纹形状可由圆筒一周的用纱长度与色段循环长度的比例关系确定;用MatLab圆柱螺旋线程序可方便地模拟出花纹;生产中可通过改变线圈长度设计横编袜子花纹,也可根据设计的花纹选择段染纱。