样条曲线插补速度规划算法的研究

设计了一种适合多种样条曲线（三次样条曲线,Bezier曲线和B样条曲线）插补算法,通过速度控制前瞻缓冲区设置,在保证加工精度的基础上,实现了系统在样条曲线插补过程中加减速处理,改善了插补速度曲线,并满足了机床加减速性能要求。     

基于新型代数指数样条曲线的微段加工算法

针对曲线重构微段加工中采用的样条曲线计算稳定性差、运算速度慢,且在加减速的条件下不能直接递推插补计算而造成计算效率低的问题,在计算机数控中采用基于新型插补样条的实时曲线重构与插补算法进行连续微段加工.实验结果表明,重构的新样条曲线计算速度快且稳定,可进行直接递推插补.基于新样条曲线优越性质的微段加工,在充分发挥实时曲线重构与递推插补微段加工方法优势的基础上,可以进一步提高插补计算的效率,实现对任意曲面的高速高精度插补加工.     

基于曲线重构的微段插补算法

针对传统微段加工中由于频繁加减速产生的机床振动大、加工效率低及微段节点处速度方向不连续的问题,在计算机数控中采用微段曲线重构技术,对连续微段进行实时样条重构,以实现对曲面的高速高精度插补加工.应用微段插补技术进行的样件数控加工实验中,在保证原曲线加工精度的同时,提高了加工速度.实验结果表明了算法的有效性.     

三次多项式型微段高速加工速度规划算法研究

为满足高速数控加工的要求,提出了一种三次多项式加减速控制模型.该模型能保证高速运行过程中加速度的连续,使机床运行平稳,避免产生大的冲击.针对连续微段的高速加工,建立了满足最大速度、最大加速度、几何运动轨迹及长度约束条件下的轨迹速度规划策略,并给出三次多项式型速度规划算法的实现流程图.试验结果表明,该算法能实现连续微段间进给速度的高速衔接,大大缩短加工时间并提高加工效率.该算法已成功应用于多坐标数控高速微细加工系统中.     

微段加工柔性加减速算法研究

提出了一种基于5阶段S型曲线柔性加减速的微段加工新方法,在保证加速度连续的条件下,无需对减速点进行判断,提高了加工效率。提出了两个微段自适应性加工模型。仿真和实验结果表明,在加工过程中,新方法提高了加工效率,且保证了加速度的连续,实现了柔性加工。     

面向微线段高速加工的Ferguson样条过渡算法

针对微小线段高速加工控制需求,在分析常用直接过渡法不足的基础上提出了一种基于Ferguson样条的微线段过渡算法.首先探讨了Ferguson样条曲线的性质,然后从精度优化分配、控制三角形获取和插补前瞻控制三方面阐述了算法原理,最后与传统算法进行了效率对比分析.仿真与实例验证表明,此算法具有过渡平稳、误差易控、效率高的特点,适合于微小线段的高速加工控制.     

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。     

三次B样条曲线插补技术修正算法

提出一种修正的插补算法,理论上分析了三次B样条曲线递推公式的泰勒展开式一阶、两阶求导在插补周期一定的情况下插补增量只与插补速度有关,通过改变插补增量就可以达到修正三次B样条曲线的目的.经具体实例在MATLAB 7.0上验证该算法是正确的,可以提高插补运算效率,节约计算时间,实现样条曲线的快速插补.     

B样条曲线柔性加减速前瞻控制算法的研究

针对B样条曲线插补过程中存在的柔性冲击、过切问题,采用四次多项式加减速与三角函数加减速相结合的方法对B样条曲线进行前瞻速度规划控制。首先,根据曲线曲率的变化情况找出速度规划中的速度敏感点。其次,在对前瞻路径进行四次多项式速度规划时,若遇到曲率频繁变化的曲线段,为了降低柔性冲击,使用三角函数加减速方法进行速度规划控制。最后,为了保证加工精度将弓高误差约束条件引入到速度规划分析中。仿真结果及实例表明,该方法能在保证加工精度的同时降低柔性冲击。     

样条曲线脉冲增量插补控制

提出了一种基于ＤＤＡ插补原理的样条曲线脉冲增是插补控制算法,并讨论了播补精度、积累误羝及进给速度的影响因素和控制方法。理论分析和实验表明,本算法具有简单易行,计算快捷和插补精度高等特点。     

一种三次插值样条曲线的插补方法研究

针对复杂轮廓零件数控加工的实际需求,基于数据采样插补原理,对一种三次插值样条曲线的插补算法进行了研究.样条曲线进行参数化运算插补,先使用一系列首尾相接的微小直线段来逼近给定的插值样条曲线轮廓,再利用轨迹空间与参变量空间的对应关系,控制参变量,求取插补点坐标,得到整个离散化插补轨迹.此算法加工速度稳定性高,有利于高速高精地生成插补轨迹.     

五轴微段平滑插补算法

在五轴加工编程中,计算机辅助制造系统对曲面加工通常采用以折代曲,采用大量的微小G01直线段来加工曲面,在曲率半径较大的工件表面会出现明显折痕,严重影响工件表面的加工质量。为提高五轴数控加工工件的表面质量,提出一种五轴微段平滑插补算法。该算法考虑五轴加工中刀位数据的量纲差异,根据相邻数据点间的线性轴长度、线性轴的夹角和旋转轴角度变化量识别五轴数控加工程序中非连续微段和连续微段加工区域。对非连续微段加工区域按照原始直线段和旋转轴直接插补,从而保证加工精度。对连续微段加工区域,先通过五维变量获取节点参数,采用最小二乘法对指令点在允许的精度范围内进行修正;对修正后的指令点采用4点构造法计算二阶切矢,根据连续微段的指令点修正值,节点参数值和对应的二阶切矢值获取二阶连续的三次样条曲线;在二阶连续平滑的曲线上进行实时插补计算,控制机床进行五轴加工。试验结果表明:通过提出的五轴微段平滑压缩算法拟合后的路径要更加接近原始的曲面模型,平滑处理过的实际工件加工表面也要优于未进行处理的工件加工表面,提高了五轴自由曲面的表面质量。     

基于样条函数的磁滞回线光顺处理研究

针对脉冲法在测量铁磁性材料应力状态时,磁滞回线存在奇异点的问题,提出了一种基于样条函数的磁滞回线光顺处理的方法。首先,通过分析脉冲法测量磁特性装置的组成和原理,建立了磁滞回线光顺处理的样条插值理论模型;然后,以LabVIEW软件为平台,编写了光顺处理程序模块,并嵌入了上位机后台程序;最后,对不同铁磁性材料的工件进行了对比试验,根据采集的数据,在上位机中绘制了相应的磁滞回线。试验及分析结果表明,经过样条插值处理后,该研发装置获得的磁滞回线可以在正、反向放电间隔区平滑过渡,实现了磁滞回线的光顺处理,从而为进一步研究铁磁性材料的磁特性参数奠定基础。     

基于双向扫描算法的小线段速度规划

为提高数控系统加工产品的速度,提出了基于双向扫描算法的小线段速度规划方法.以直线加减速为例,导出小线段加工过程中进给速度的关键约束条件,建立了小线段高速加工的衔接速度规划数学模型,提出一种以最大进给速度为目标的双向扫描算法,以获得路径段衔接点处的最优进给速度.该方法通过对加工路径的正反向扫描,得到满足小线段路径的几何特性和机床的物理限制等多种约束的衔接点进给速度可行域.仿真和加工结果表明,该方法能实现衔接点进给速度的高速衔接,大大提高了加工效率.     

基于均匀B样条的犁体曲面造型设计

以水平直元线法的犁体曲面形成原理提取型值点,用均匀B样条曲线反算公式反算数列控制点,用均匀B样条曲面正算公式定义犁体曲面并裁剪。用Visual C＋＋和OpenGL进行程序实现。     

On-line three-dimensional point cloud data extraction method for scan-tracking measurement of irregular surface using bi-Akima spline

Point cloud data extraction is an important process in scan-tracking measurement. In this paper, a new method of on-line three-dimensional point cloud data extraction for scan-tracking measurement is proposed for reducing extremely dense sampled data while maintaining data accuracy during the real-time scan-tracking measuring process. It is inspired from sketch paintings: First outlining the broad contour of the curve and then revising local details till the interpolated curve satisfies the required accuracy. This method adopts bi-Akima spline interpolation for connecting acquired points in NC machining or for point data fitting in reverse engineering. It can reduce efficiently the amount of point data with a smaller data reduction ratio and a smoother machined/fitted surface than conventional three-dimensional chordal method.     

An analysis of external spline gear forming by an upper bound energy method

Closed-die forging of external spline gear forms is analysed using an upper bound elemental energy method. The kinematically admissible velocity field for the three-dimensional deformation was obtained on the assumption that the profiled surface of the tooth was straight but tapered. The upper bound to the deforming load necessary and the deformed configurations are predicted using integration of the formulation of energy expressions which were obtained from the presented velocity fields. Two different forging methods denoted here as A, viz. a side extrusion method and B, an upset forging method, the details of which are given in the text, were considered in the present analysis and the theoretical results compared with experimental ones. Experiments were carried out on plasticine as model material at room temperature where talcum powder was used as a lubricant. The present investigation revealed that the analytical method B predicts a reduced forging load and improved configuration better than method A for the forged products.     

渐开线花键的参数化设计及NC加工

基于Pro/E强大的参数化造型功能,通过添加关系式实现了渐开线花键的精确建模,避免传统方法拟合渐开线所产生的齿形误差。由于采用全参数化的设计方法,只需按提示对渐开线花键的基本参数进行修改,即可快速生成各种不同参数渐开线花键的精确三维实体。在对渐开线花键进行精确建模的基础上,利用Pro/E的Pro/NC模块经过相应的设置可自动生成数控加工程序,有效解决了具有复杂形面零件的数控编程问题。