二次曲线的数控加工编程

常见数控系统具备直线、圆弧插补指令,但对于如椭圆、抛物线等二次曲线没有专用的插补指令。采用普通的手工编程方法编辑二次曲线的加工程序,需要计算很多点的坐标,计算量大,易出错,难以快速实现。运用宏程序来实现常见二次曲线的编程,不仅大大减少计算量,减少用户程序的长度,而且可以实现快速的编程和加工。     

宏程序在复杂曲线曲面加工中的应用

二次及多次曲线、曲面的加工在一些特殊零件的制造中经常会出现,而在一般的数控机床的指令系统中,往往只有普通的直线与圆弧插补指令,在一些高级的数控系统中也仅包含一些简单的二次曲线插补指令(如抛物线插补),但是这些指令并不能直接用来编制复杂曲线与曲面的加工程序。这里针对宏指令的多样性与灵活性,对数控系统的指令系统进行二次开发,为解决复杂曲线、曲面的加工难题提供了一种可行的途径。     

椭圆的数控加工

椭圆的编程是数控竞赛中的一个重要内容,在手工编程中,没有专门加工椭圆的指令,只有直线插补GO1和圆弧插补G02,然而要加工椭圆需要用到宏指令编程,采用直线逼近加工.     

基于华中数控车宏程序的椭圆轮廓“插补指令”构建与实现

具有椭圆、抛物线和渐开线等特殊轮廓零件的手工编程效率低下,软件自动编程则程序过长、精度难以控制.针对此提出了椭圆轮廓“插补算法”,在分析了各类椭圆轮廓形状特征的基础上编写了参数化的椭圆轮廓插补宏程序.该程序简洁易读、逻辑严密、编程精度可控,可作为一条“椭圆插补指令”供各类凹凸椭圆轮廓加工编程时调用,调用时仅需对以字段名命名的参数赋值即可.本文的方法也可用于构建其它特殊轮廓的“插补指令”.     

数控车削椭球面通用宏程序的编制与应用

椭球面加工是数控车削中常见的加工内容之一,一般情况下,数控系统只有直线和圆弧插补功能,而无椭圆插补功能。因此,如果要进行椭球面加工,只能采用CAM软件进行自动编程或宏程序进行手工编程,两者相比,使用宏程序进行编程加工要比自动编程加工更加快捷、灵活。本文以FANUC0i数控系统为例,探讨了数控车削椭球面通用宏程序编制的方法,给出了椭球面加工通用宏程序,并针对凸椭球面和凹椭球面进行了实际加工应用。     

异型螺纹椭圆牙型编程与加工

在数控车床中,加工对象主要为各种类型的回转面,其中对于圆柱面、锥面、圆弧面和球面等的加工,可以利用直线插补和圆弧插补指令完成,而对于椭圆、抛物线等一些非圆曲线构成的回转体,加工起来具有一定的难度。数控系统本身提供的直线插补和圆弧插补不能直接用于非圆曲线回转面的加工,     

数控系统的实时插补及加减速控制

为满足数控系统的高速度、高精度、高效率和高可靠性,本数控系统采用了快速插补运算技术,以提高直线、圆弧插补运算性能,实现复杂曲面零件微小区段的逼近,并在插补前采用加减速控制,使加工轮廓误差减至最小.     

数控系统的实时插补及加减速控制

为满足数控系统的高速度、高精度、高效率和高可靠性,本数控系统采用了快速插补运算技术,以提高直线、圆弧插补运算性能,实现复杂曲面零件微小区段的逼近,并在插补前采用加减速控制,使加工轮廓误差减至最小。     

巧用宏程序加工椭圆

在数控编程的实际应用中,常见的是直线插补和圆弧插补,没有椭圆插补,但在实际生产中,往往遇到许多椭圆的零件需要加工,如果手工常规编程就无法编制出椭圆的加工程序,为了解决这个问题,在数控编程中有宏程序可以做到椭圆的加工,本文按HCNC-21T系统（在其他系统只不过是宏程序的格式不同而已）对椭圆做内、外的加工编程举例,还在内椭圆的加工中先加工一个工艺孔,巧妙利用椭圆的参数方程来编写宏程序,用宏程序来解决一些实际的工作问题。     

数控车床刀尖半径调整方法

在数控曲面车削加工中,影响曲面精度的主要有机床精度（定位精度、重复定位精度、主轴跳动等）、机床数控系统精度、刀具的制造和安装精度等因素。现代数控机床的精度和控制系统精度已达到微米和亚微米级,完全能满足微米级精密加工的要求。由于数控车床在加工曲面采用的是插补方法（直线插补G01,圆弧插补G02、G03）,刀具刀补值的正确与否直接影响着曲面的加工精度。     

基于PLC的直线插补控制及其实现

利用可编程控制器(PLC)直接联动控制步进电机,实现了直线轮廓的数字控制,使点位/直线控制的CNC机床控制系统成本显著下降.文章论述了用PLC实现数控直线插补的原理与方法,并介绍了驱动接口以及PLC控制软件的逻辑.     

Interpolating model identification for SISO linear parameter-varying systems

This paper presents a new method to estimate linear parameter-varying (LPV) state-space models for single-input single-output systems whose dynamics depend on one or more time-varying parameters, called scheduling parameters. The method is based on the interpolation of linear time-invariant models that are identified for fixed operating conditions of the system, that is, for constant values of the scheduling parameters. The proposed method can account for multiple scheduling parameters and yields either a polynomial or an affine LPV model that is numerically well-conditioned and therefore suitable for LPV control synthesis. The underlying interpolation technique is formulated as a nonlinear least-squares optimization problem that can be solved efficiently by standard solvers. The new interpolation method is applied to an electromechanical system that depends on two scheduling parameters. The numerical results are compared to existing techniques in the literature, demonstrating the potential and advantages of the proposed method.     

可配置型五坐标B样条插补控制器的研制

针对采用五轴联动数控机床的线性插补功能进行数控加工存在的不足,提出了一种B样条插补控制策略用于五轴联动数控机床以实现复杂曲面零部件的高速高精数控加工。参考开放式、模块化体系结构控制器(OMAC)标准,开发了具有B样条插补功能的五轴联动数控机床运动控制器。该控制器将控制任务按照实时性要求进行划分。人机交互、代码解析及参数映射关系构造等过程离线完成,插补运算、离散逻辑控制及逆运动学变换等过程由实时线程执行,保证了数控系统的硬实时性。为简化NC程序的编制过程,控制器设计为接收工件坐标系下的加工信息。通过开发适应各种形式数控机床的逆运动学变换模块,并将机床参数设计为可用户定制,使得控制器具有良好的通用性。在控制器内部建立NC程序文件中位置曲线和方位曲线间的参数映射关系,使得机床平动轴与转动轴间的运动规划符合实际加工要求,并可保证加工精度。实际加工实验中,在采用B样条插补算法的NC程序量降低为线性插补NC程序量15%倍时,其插补误差为线性插补误差的45%,控制器插补精度为0.68,表明该B样条插补控制器可以满足五坐标数控加工的要求。     

基于华中数控系统宏程序功能在椭圆球面加工中的应用

阐述了华中数控系统中采用宏程序加工椭圆球面零件的方法。采用解析几何的方法对典型曲面进行分析,完成对刀具轨迹的方程描述,使用宏程序编程对零件进行了精确加工。本文中原理例举了一个外椭圆球面的数控加工实例,并给出了加工程序。     

基于数据采样的弧面凸轮自适应直接插补算法

针对目前弧面凸轮加工存在拟合精度与数据传输之间的矛盾,以及线性拟合破坏轮廓表面光顺性等问题,提出了一种基于数据采样的弧面凸轮自适应直接插补算法。该算法既能保证加工过程大部分时间内进给速度的恒定,而且能在曲率变化大的地方对进给速度进行自适应调整,以保证弓高误差不超出最大允许值。同时定义了相应的弧面凸轮自适应直接插补指令格式。最后基于UG开发了弧面凸轮自适应直接插补实体仿真系统,通过插补仿真实例进一步验证了该插补算法的正确性。该方法有效弥补了目前弧面凸轮线性拟合加工的缺陷,不仅能提高弧面凸轮加工过程中系统的稳定性和表面加工质量,而且使弧面分度凸轮机构定位精度和使用寿命提高,从而促进其推广和应用。     

A bisection method for the milling of NURBS mapping projection curves by CNC machines

The concept of non-uniform rational B-spline (NURBS) mapping projection curves (NURBS-MPCs) is proposed in this work. A NURBS-MPC is a projection curve on a NURBS surface of a NURBS curve. The bisection method is used to interpolate NURBS-MPCs. Using an assigned chord, the interpolation of a NURBS-MPC can be obtained easily, and the milling precision of the NURBS-MPC can be controlled effectively. Based on the NURBS theory, the bisection method, and the parametric programming method, an online NURBS software package (NURBS-SP) for FANUC 0i-MB/MC/MD CNC system and an offline NURBS toolbox (NURBS-T) for Matlab have been developed. Using an example of a planar NURBS curve, a NURBS-MPC is created on a NURBS surface. The simulation and milling of the NURBS-MPC show that the bisection method is feasible and effective. The online NURBS-SP endows the NURBS interpolation function for those CNC systems only equipped with linear interpolation (G01) and circular interpolation (G02/G03) and extends the interpolation functions and machining capability of low-middle level three-axis milling machines. The interactive application of the NURBS-T and NURBS-SP can accomplish the design, simulation, and milling for NURBS-MPCs. This feature makes them to have broad application prospects in CNC machining industry.     

椭圆齿轮齿廓曲线的设计与绘图

在计算椭圆齿轮齿形坐标时，采用先计算椭圆齿轮节曲线上齿形中点的曲率半径和曲率中心的坐标，作为当量齿轮的分度圆半径和当量齿轮的几何中心，从而直接引用渐开线直齿圆柱齿轮齿形设计方法，并进行坐标变换，从而求得椭圆齿轮齿形的坐标，并利用计算机绘制出齿形，这种设计计算方法不仅结果精确，而且其设计程序具有通用性。     

VB调用数据库求数据表的二元线性插值方法

介绍了利用分段线性插值的理论在数据场中进行二元线性插值算法的设计及其在流量测量系统中的应用。并举例说明用VB语言实现的过程。     

数控车非圆曲面螺纹编程与加工的探讨

以椭圆曲面螺纹的编程与加工为例,探讨非圆曲面螺纹工件编程方法,并通过仿真软件和FANUC系统数控机床加工,验证和分析程序的可行性,解决特殊曲线轮廓和曲面螺纹加工的生产难题.