三次NURBS样条曲线插补加工螺旋转子建模与加工研究

提出在螺旋转子加工制造过程中,采用三次NURBS样条曲线插补替代通常的微直线段插补;建立了螺旋转子端面摆线段三次NURBS样条曲线方程.在Pro/E软件上比较了三次样条插补曲线和理论摆线之间的精度误差.最后通过在立式加工中心上比较了采用三次NURBS样条插补和采用微直线段插补的加工精度和加工效率,采用三次NURBS样条插补加工取得了理想的效果.     

气体腰轮流量计腰轮转子曲面模型研究

气体腰轮流量计在城市燃气贸易计量应用技术日趋成熟,为准确计量,腰轮流量计一对腰轮转子之间、腰轮转子与壳体之间的间隙有严格的保证,既保证转子转动时不会有接触,又可保证转子之间、转子与壳体之间的间隙的泄漏量不影响流量计的计量准确性。本文提出一种以渐开线方程为主的拟合曲面模型,通过实际加工及试验证明模型的正确性和具备产业化条件。     

高速加工路径的空间曲线插补研究

当今自由曲面在高速加工中参数样条插补、NURBS插补等,涉及到很多相关的算法。插补的几种方法进行了简单介绍,分析了它们的应用特点。在高速加工中精度的要求,而且还缩短了插补计算的时间。口工中,经常使用到空间曲线插补方法。空间曲线的插补方法有很多,如直线插补、其中,三次参数样条和NURBS曲线是广泛应用的插补曲线。这篇论文对空间曲线特别针对NURBS插补的应用特点进行研究,NURBS插补不仅保证空间自由曲线     

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。     

连续小直线段速度控制算法研究

针对服装加工中切割路径为连续小直线段的情况,研究了相邻直线段夹角与路径段长度对连续小直线段运行速度的约束,并提出了一种新的速度控制算法。在相邻直线段夹角对拐点速度的约束条件下,提出并应用倒推算法计算各个拐点最大通过速度;小直线段内根据每段的始末速度以及路径段长度按照五段S加减速控制方式进行段内加减速规划,最终获得了加工过程的最优进给速度。最后,通过仿真验证该算法能够实现连续小直线段切割速度的平稳过渡和高速衔接,有效提高了加工效率。     

三次S曲线加减速算法研究

针对直线加减速和指数加减速算法中加速度不连续,易对机床产生冲击的问题,提出了一种三次S曲线加减速算法,给出了相应的加加速度、加速度、速度和位移的计算表达式。利用最优化原理,对加减速控制中可能出现的各种情况进行了速度规划。仿真结果表明:该算法能保证加速度和加加速度的平稳变化,避免产生大的冲击,提高了数控系统的运动稳定性;算法简单智能,可根据路径长度自适应地重新规划速度,提高了加工效率。     

Study on Speed Control Algorithm for Continuous Small Line Segment

针对服装加工中切割路径为连续小直线段的情况,研究了相邻直线段夹角与路径段长度对连续小直线段运行速度的约束,并提出了一种新的速度控制算法.在相邻直线段夹角对拐点速度的约束条件下,提出并应用倒推算法计算各个拐点最大通过速度;小直线段内根据每段的始末速度以及路径段长度按照五段S加减速控制方式进行段内加减速规划,最终获得了加工过程的最优进给速度.最后,通过仿真验证该算法能够实现连续小直线段切割速度的平稳过渡和高速衔接,有效提高了加工效率.     

NURBS曲线新S型加减速反向寻优插补算法研究

NURBS曲线的弧长与参数之间无精确的解析关系,导致基于S型加减速进行插补时,曲线长度计算和减速点的预测十分困难,为此提出了新S型反向寻优插补算法。首先建立新S型加减速模型,将分段后的曲线逐段取出,利用新S型算法进行速度规划。接着对速度敏感点进行校正,并反向插补寻找减速点。通过插补实例证明,该算法适应性、实时性较好,能够满足高速高精度数控加工的要求。     

连续微段样条曲线重构加工算法

针对复杂曲面在采用连续微段模式加工的过程中合成速度波动大导致加工效率降低的问题,提出了适用于微段加工的样条曲线重构新算法,该方法包含建立一种具有快速递推性质的样条曲线,及基于该曲线的速度规划和快速递推插补加工的方法。实验表明,算法在保证加速度连续的条件下,通过样条重构及速度规划减少了频繁加减速,提高了加工效率;快速递推则提高了插补计算的速度,插补点精确通过微段节点,保证了加工精度,提升了数控系统的性能。     

高速高精度数控加工中NURBS曲线插补的研究

针对复杂型面零件的高速高精度加工需要，深入研究了NURBS曲线直接插补方法。提出一种新的加减速控制方法，在提高轮廓精度的同时极大地减小了切削加工对机床造成的冲击；结合轮廓误差限、最大向心加速度的约束，自适应地控制进给速度的变化。对NURBS曲线插补算法进行了研究。并用C＋＋Builder5编程实现。插补实例表明该算法能保证高速、高精度。     

三次样条曲线回转面的自动编程与加工

以三次样条曲线回转面的数控车削加工为例,介绍了基于UG车削加工三次样条曲线回转面的自动编程方法,阐述了针对不同数控系统的数控车床,如何创建后置处理器。UG自动编程的步骤包括：首先使用UG NX6.0的建模功能完成三次样条曲线回转面的三维模型;然后进入车削加工模板,根据加工工艺生成所有工序的车削刀路,再根据车削刀路进行仿真模拟;最后进行后置处理得到车削加工程序。结果表明加工精度符合图纸要求,基于UC的自动编程可以提高NC程序的正确性和安全性,同时还能提高工作效率。     

变加减速算法在位置伺服系统中的应用与分析

根据位置伺服系统对运动平稳性的要求,提出了使用逻辑器件构成位置脉冲的S形曲线加减速结构并介绍了其控制原理,分析了稳态和动态位置误差产生的数学模型,给出了位置误差的计算公式和补偿方法.对S形曲线模型进行校正,更好地满足了系统的机电特性.总之S形曲线加减速算法克服了传统加减速算法的过冲缺点,速度变化更加平滑,是一种很好的柔性控制算法.     

基于分段三次样条曲线的高速加工平滑运动轮廓自适应算法研究

针对高速加工的需求,提出了一种基于分段三次样条曲线的机床运动轮廓自适应生成算法。该算法能够保证机床在高速运行过程中加加速度（加速度的变化率）的恒定、加速度的连续、速度与时间关系的一阶连续、位移与时间关系的二阶连续,并且保证在各自的约束范围内,从而使机床的运动平稳,避免产生大的冲击和振动。分析了速度、加速度、加加速度的约束条件以及机床行程对平滑运动轮廓的影响,根据这些约束条件,该算法自适应地调整速度变迁各阶段的时间。针对多个程序段的加工,提出了分段常速与平滑变迁控制的策略。该算法简单、有效,已在最新开发的国内第一台高速玻璃刻花加工中心上实现。     

高质量加工中四次多项式速度规划算法研究

通过分析数控机床加工时常用的速度规划算法,针对加工过程中由于加速/减速时速度不平滑、加速度及加加速度突变导致数控机床振动的问题,提出一种四次多项式加减速控制方法,并给出了四次速度方程的详细推导步骤,然后介绍了基于四次多项速度规划的参数曲线插补方法。该方法能保证数控机床在高速加工过程中的速度、加速度及加加速度实现连续变化,缓解高速加工产生的过冲。仿真实验表明,四次多项式速度规划算法能够使机床实现柔性加减速控制,从而满足高质量加工的要求。     

CNC系统中三次B-样条曲线的高速插补方法研究

基于参数方程的矢量表示方法,导出CNC系统中三次B－样条曲线的一种高速插补算法。该算法不仅理论上可使所有插补点落在曲线上,而且由于实时插补过程中只有加法运算,因而插补速度极高,基本上适用于任何硬件环境。误差分析表明,只要合理选择参数增量,总能保证插补的弓高误差满足加工精度要求,总能控制机床的实际运动速度满足程编要求。     

NURBS插补中的速度规划与参数计算

为满足数控机床高速度、高质量加工的需求,提出一种新的非均匀有理B样条曲线插补算法。该算法包括速度规划和参数计算两部分。速度规划部分采用五段S曲线加减速控制方法,能够保证高速运行过程中加速度的连续,使机床运行平稳,避免产生激烈的震颤;参数计算部分应用抛物线插值结合牛顿迭代的方法计算插补参数,将实时插补时产生的进给速度波动控制到理想水平,从而进一步减小机床震颤。仿真实验表明,该算法能够减小机床振动,实现高质量加工。     

绣花机失步现象的分析与研究

分析了绣花机在刺绣过程中出现偏差的可能原因。首先采用圆弧差补的算法来反映加工偏差,通过对偏差的修正,取得了初步的图形优化结果。其次,针对摩擦力、负载力以及其它诸多外界因素引起的不稳定干扰,采用了细分步距角结合圆弧插补的方法来解决丢失步的问题,并且基于三次样条函数对步进电机控制量和步距角之间的关系进行曲线拟合。最后利用连续函数的泰勒展开式特性,通过灵活修改控制量来修正步距角与理论值之间的偏差,使得步进电机的步矩角更加均匀,在实践过程中取得了良好的效果。     

基于PC与运动控制器的开放式数控系统研究与开发

本文对基于PC与运动控制器的开放式数控系统进行了研究,阐述了基于模块化思想构建开放式数控系统软硬件体系的实现方法;针对系统管理软件要求,提出一种继承模块化的同心圆环结构作为系统管理软件的开发模型,开发了具有较高集成度、较低耦合性的系统管理软件;开发了基于运动控制器的二次插补算法,粗插补采用三次B样条曲线等弦长分割插补算法。该数控系统已应用于实际项目中,收到了良好效果。