基于STL数据模型的NURBS刀轨生成算法

为了提高数控加工的加工效率,提出了一种适用于STL数据模型的NURBS刀轨生成算法。由刀触点计算无干涉直线刀轨的刀位点;采用最小二乘法将刀位点拟合成NURBS切削刀轨,在拟合过程中,计算拟合偏差及投影点参数,并用投影点参数对刀位点参数进行修正。在切削刀轨之间采用NURBS曲线过渡;通过调节节点矢量,使得切削刀轨和过渡刀轨在连接处保持C1连续。实验结果表明,采用文中算法生成的NURBS刀轨具有较少的控制顶点、较高的拟合精度以及较好的光顺性。     

自由曲面等误差数控加工刀轨生成方法

等误差刀轨的逼近误差等于设定的最大允许值(阈值),步长达到了理论最大,能够有效提高数控加工的进给速度和平顺性,为了对自由曲面高效地生成满足精度要求的等误差刀轨,提出以几何距离驱动刀触点调整的等弓高误差刀触点迭代搜索方法,提出以刀具切削包络面与刀触点轨迹线之间的最大距离作为逼近误差、采用自适应离散法进行计算的方法;然后以等弓高误差刀触点的刀位点作为初值,提出步长自适应调整迭代的等误差刀位点计算方法;最后对算例计算出等误差刀轨验证了算法的可行性,所有刀位点的逼近误差均位于指定的阈值邻域内,满足了等误差要求,与常用的步长筛选法相比,计算时间更短、刀位点更少。     

复杂曲面的五轴加工无干涉刀具路径生成技术研究

基于微分几何理论,对复杂曲面环形刀无干涉刀具路径生成算法进行研究,对复杂曲面进行曲面划分,在此基础上建立环形刀五轴加工模型,进行走刀步长、加工行距和相邻刀触点等的计算,并提出通过选择最佳刀具尺寸和改变刀具姿态进行干涉避免的方法.与其它环形刀刀具路径生成算法相比,本文提出的算法具有更高的准确性和可靠性.     

非周期自由曲面数控加工的计算方法研究与应用

通过对非周期自由曲面与刀具接触规律的研究,文章提出了将最小有向距离算法应用于非周期自由曲面数控加工中。该种计算刀触点的方法以最小有向距离原理为基础,结合九点寻优算法,不仅从理论上消除了编程误差,而且不受初始点选取的限制,没有迭代收敛性问题,还可推广到其他数控加工中。     

基于数控刀轨修正的拉延模具研配型面加工方法

提出了一种修正数控刀轨的方法，能直接加工获取汽车覆盖件拉延模具的研配型面，该方法首先基于传统的等间隙型面编制数控加工刀轨，并提取出刀轨中的刀位点和刀触点，同时应用冲压仿真模拟获得零件厚度分布情况。然后求解出刀触点连线、刀位点与成形零件单元网格模型的交点，通过插值计算获得交点处零件的厚度值，并与原始板料厚度进行比较获得厚度变化值，并将该点的厚度变化值作为刀位点修正的依据进行计算，获得新刀位点坐标后写入原刀轨文件进行刀位点坐标替换，从而获得可以直接加工研配型面的新刀轨。通过一个阶梯型零件的两个凹模加工后的成形试验及模具型面的着色转移图对比，表明该方法可以实现模具研配型面的直接数控加工。     

基于运动学约束的刀轴矢量优化研究

针对五轴数控加工中由于避免全局干涉而带来的刀轴矢量变化过大的问题,提出了向前、向后修正的平缓过渡方法,优化刀轴矢量的变化。建立了机床旋转轴角速度约束条件,并且在每一刀触点处建立进给坐标系,通过在进给坐标系下调整已有刀轴矢量的倾角和摆角使得相邻刀触点间的刀轴矢量变化满足机床旋转轴运动学要求,保证刀具轨迹上进给率的连续性。算法仿真和算例分析表明,所提出的方法合理可行,能使刀轴矢量变化光顺,保证了加工过程的平稳和高效。     

圆环面刀五坐标铣削加工复杂曲面干涉避免研究

将圆环面铣刀等效为变直径平底铣刀,基于圆环面铣刀有效切削轮廓曲率与刀触点曲面法曲率匹配,初定刀具姿态,再利用通过圆环面刀圆角中心线的圆柱面与曲面等距面求交,推导了交线上各点坐标的计算公式。利用交线上干涉点数据,计算并调整刀具姿态,避免切削刃后缘和侧缘过切被加工表面,消除瓶颈干涉。此方法比起用刀触点曲率半径计算并消除瓶颈干涉,是一种更全面、合理、可行的实用方法。     

自由曲面数控加工走刀方向的优化研究

走刀方向对数控加工的效率有重要影响，尤其对于多曲面拼接自由曲面不规则轮廓区域的数控加工。针对现有自由曲面数控加工过程走刀方向优化研究存在的问题，提出了基于曲面数控加工区域划分的走刀方向优化策略，建立了简化的刀具轨迹计算模型和加工时间模型，并用实例加以验证，取得了满意的效果。     

数控加工中的对刀方法

文章介绍了数控加工中对刀的基本原理,常见的对刀方法及特点,并分别举例说明了数控车床、数控铣床对刀问题的处理.     

数控加工中对刀问题的处理

介绍了数控加工中对刀的基本原理和方法，对常见数控机床中对刀方法选择、NC指令选用和对刀参数设置等方面进行了详细讨论。     

加工夹具定位误差的计算

分析加工夹具定位误差产生的原因,以V形块为定位元件,按几何计算法讨论轴加工中的夹具定位误差的计算。     

Tool path generation and error control method for multi-axis NC machining of spatial cam

In this paper, based on the homogeneous coordinate transformation and conjugate surface theory, a tool path generation method is developed for generating spatial cam in order to establish the interface between the design and manufacture of this class of product. The mathematical error (chordal deviation) between the design and manufacture surface has been analysed and used as a basis for selecting the tool path control point. Moreover, the developed tool path generation method is verified through a cutting simulation software with solid model. It is also verified through the trial cut with model materials on a five-axis numerical controlled machine. The results show that the mathematical error of the cam surface can be controlled within given tolerance by the proposed method.     

虚拟制造组织中协作关系建模的研究

针对虚拟制造环境下分布式制造过程间的相互协作提出基于赋时有色Petri网和工作流技术将启发式搜索算法应用于盟员企业相互协作，对盟员企业内部制造过程以及相互之间协作关系进行了数学定义。为了减少算法运算过程中占用的存储空间，提出了四条简化规则。     

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。     

基于圆形分割算法的圆度误差评定

准确评定圆度误差对于提高加工精度、保证零部件的工作精度具有重要意义。针对圆度误差评定准确性不高和计算速度慢的问题，提出一种圆度误差评定算法——圆形分割算法，建立新的数学模型，并将圆形分割算法与最小包容区域法的几何判断相结合评定圆度误差。以最小二乘圆心为初始圆心，以一定半径作圆，经过迭代，搜索实时圆心的位置，然后利用相交弦的几何结构进行判断，最后得到最小包容区域圆心。该方法无需满足等间隔采样和小偏差假设。经过算法验证，对圆度误差进行评定与比较，结果表明：利用该方法评定圆度误差的结果准确性高，计算速度快，稳定性好。     

基于逐点比较法的渐开线插补方法

在基于逐点比较法提出了一种渐开线插补方法,推导了渐开线插补公式,通过插补误差分析给出了误差控制方法,并用matlab编程实现了插补算法与误差计算,运行结果显示插补渐开线与理论渐开线吻合性好,精度控制方便,算法稳定可靠.     

五轴联动数控系统非线性误差的研究与控制

五轴联动数控机床由于两个旋转轴的存在使得插补后获得的刀具轨迹与理论编程轨迹不相等,存在非常大的非线性误差。通过对运动学坐标变换、双摆头五轴联动机床刀具运动原理和插补原理进行分析得出引起非线性误差的原因。介绍一种基于时间分割法的插补算法,通过MATLAB进行仿真实验及参数分析,其结果表明了该算法的有效性。     

基于遗传算法的三维曲面配准

本文针对自由曲面模型数据和测量数据之间的配准问题,研究了先粗后精的两步配准方法。利用遗传算法的全局搜索性能,控制优化参数达到两曲面间的粗配准;以粗配准的结果作为初值,利用ICP匹配算法修正误差,进一步优化以达到全局最优配准。两步法解决了ICP算法易收敛于局部最小值的问题,将测量曲面与CAD模型曲面在空间进行最优化匹配。实例验证表明,算法配准精度高、运算速度比较快,可以应用于曲面件多点成形后的曲面误差分析及修正,也可应用于其他领域自由光滑曲面的测量结果的比较分析。     

曲柄滑块机构的精度分析

随着工业技术的进步和科技水平的提高,对机器设计制造精度等性能的要求越来越高.文章介绍了微分法及数值微分法曲柄滑块机构精度分析,说明了运动副的配合间隙对构件运动误差的影响.