基于最小距离法的鞋楦加工无干涉刀具轨迹生成

在刀具及鞋楦三维模型离散数据的基础上,通过曲面的空间变换,将干涉检查转化为基于投影方向的最小距离判断,实现了鞋楦加工的无干涉刀具轨迹生成.对于计算刀位点时计算量大的问题,提出了一种针对鞋楦曲面特征的最小距离点的快速搜索方法.实际加工表明,提出的算法能够较好地提高鞋楦的加工质量和效率.     

基于最小距离法的鞋楦加工无干涉刀具轨迹生成

在刀具及鞋楦三维模型离散数据的基础上,通过曲面的空间变换,将干涉检查转化为基于投影方向的最小距离判断,实现了鞋楦加工的无干涉刀具轨迹生成。对于计算刀位点时计算量大的问题,提出了一种针对鞋楦曲面特征的最小距离点的快速搜索方法。实际加工表明,提出的算法能够较好地提高鞋楦的加工质量和效率。
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基于Camworks的刀具轨迹优化研究

以Camworks系统及其应用实例为背景,说明Camworks数控加工的基本步骤及其方法,重点介绍运用Camworks系统进行刀具轨迹优化的关键技术和难点,对Camworks在数控加工中的应用进行研究和探讨,为数控编程提供参考.     

基于定向距离理论的五轴加工刀具轨迹规划算法

针对环形刀五轴加工自由曲面的残留误差问题,在传统等残留高度算法的基础上,提出了一种基于定向距离理论的等最大残留高度刀具轨迹规划算法。首先根据微分几何理论计算已知刀触点的初始侧向行距,并在侧向行距方向进行偏置得到相邻刀触点;然后以基于定向距离理论的残高误差计算模型对相邻刀触点间的实际残高值进行计算;最后通过迭代计算规划出等最大残留高度的相邻刀具轨迹。如此循环,从而获得整个曲面的刀具轨迹。实验结果表明,相对于商用软件MasterCAM9.0,该算法在充分保证曲面加工质量的同时最大限度地减小了刀具轨迹的总长度,从而提高了加工效率。     

基于Voronoi图的型腔加工刀具轨迹规划算法

Voronoi图是计算几何中非常有用的工具,它将几何多边形划分为若干子域,每个子域分别对应轮廓中的某段,子域中的任一点到对应的轮廓段距离最近,在各个子域中分别构造对应轮廓段的等分线。把该算法应用到型腔加工中,生成型腔结构的Voronoi图;然后在此基础上利用等距偏置法,生成型腔加工的刀具轨迹。该算法的应用不仅能消除传统刀轨算法中产生的多余环和自交环,避免过切现象,还能提高计算效率和加工精度。     

Tool Positioning Algorithm Based on Smooth Tool Paths for 5-axis Machining of Sculptured Surfaces

The current research of the 5-axis tool positioning algorithm mainly focuses on searching the local optimal tool position without gouging and interference at a cutter contact(CC) point,while not considering the smoothness and continuity of a whole tool path.When the surface curvature varies significantly,a local abrupt change of tool paths will happen.The abrupt change has a great influence on surface machining quality.In order to keep generated tool paths smooth and continuous,a five-axis tool positioning algorithm based on smooth tool paths is presented.Firstly,the inclination angle,the tilt angle and offset distance of the tool at a CC point are used as design variables,and the machining strip width is used as an objective function,an optimization model of a local tool positioning algorithm is thus established.Then,a vector equation of tool path is derived by using the above optimization model.By analyzing the equation,the main factors affecting the tool path quality are obtained.Finally,a new tool position optimization model is established,and the detailed process of tool position optimization is also given.An experiment is conducted to machine an aircraft turbine blade by using the proposed algorithm on a 5-axis blade grinding machine,and the machined blade surface is measured with a coordinate measuring machine(CMM).Experimental and measured results show that the proposed algorithm can ensure tool paths are smooth and continuous,improve the tool path quality,avoid the local abrupt change of tool paths,and enhance machining quality and machining efficiency of sculptured surfaces.     

基于改进蚁群算法的分形刀轨连接技术

为了解决分形刀轨中存在的大量空行程和跳刀问题,使用部分边界裁剪轮廓对分形路径段进行了连接。首先采用蚁群算法对同一切片层面上的分形路径段进行初步连接,确定整体最短连接路径。然后依据扫描路径规划原则,对连接路径进行有效性判断,消除了不合理连接路径对成形质量的影响。针对基本蚁群算法存在的收敛慢、易陷入局部最优解等缺陷,采用动态调整选择策略和信息素挥发系数对蚁群算法进行了改进。试验结果表明,该方法有效减少了同一切片层面上的空行程和跳刀次数,且改进的蚁群算法具有很好的收敛效果和全局搜索能力。     

面向复杂刀具CAM模型的刀轨智能获取系统研究

针对复杂刀具CAM模型刀轨工艺信息获取的问题,提出了一种基于NX平台的刀轨智能获取方法,搭建多平台系统集成的总体框架,分析了系统实现的关键技术,实现了NX CAM功能模块的扩展,并以某刀具零件为例,验证了刀轨智能获取系统的可行性。     

螺旋曲面加工刀位轨迹数值算法研究与应用

为了提高复杂螺旋面的加工精度,对其刀位轨迹算法进行研究,提出了基于最小有向距离的刀位轨迹数值计算方法。建立了刀具与工件曲面的三维数值几何模型,并通过坐标变换矩阵来建立与实际加工情况一致的数值计算模型。采用空间离散化思想将刀具与工件两空间曲面的最小有向距离的求解问题简化为一个二维求解问题,保证了求解效率和精度。根据阿基米德插补曲线原理,建立了刀位轨迹的数值计算方法。实例加工结果证明,基于该方法得到的刀位轨迹编制的数控加工程序能够加工出满足精度要求的螺旋面。     

刀轨环无跳刀尖角垂线过渡连接算法

针对刀轨环如何高效地连接成环切刀轨的问题,提出了刀轨环无跳刀尖角垂线过渡连接算法。首先在基于向量角分线的子域上生成等距环,然后建立刀轨环数组和生成环的多个单向链表,采取顺序取外等距环、逆序取内环的方式生成单根节点刀轨环关系树,提出尖角垂线过渡的连接方式,遍历刀轨环树获得无跳刀刀轨,最后构建加减速数学模型并验证算法的有效性。试验表明,该算法计算效率高,无跳刀,满足实际加工要求。     

基于网络优化的复杂型腔刀具轨迹规划算法

复杂型腔零件的加工是数控编程中的一个难点。从提高加工算法的稳定性和加工效率的角度出发,提出了基于网络优化的复杂平面型腔数控加工刀具轨迹优化算法,分析了轮廓环的等距、自交、集合运算等基本运算,详细论述了基于网络优化的刀具轨迹规划方法并优化了刀具轨迹。     

复杂曲面加工干涉避免及轨迹的规划

对复杂曲面进行分析,通过调节后跟角和摆动角来避免刀具与被加工曲面发生干涉,并提出了复杂曲面五坐标数控加工刀具轨迹的规划算法,以改善曲面加工精度和加工效率。     

带倒角平底刀曲面加工无干涉刀具轨迹生成

对自由曲面ＮＣ加工中刀具轨迹生成技术和干涉处理方法进行了分析,以曲面模型→刀具接触点数据→无干涉刀位数据为基本求解策略,研究开发出适用于带倒角平底刀无干涉刀具轨迹生成的新算法。该算法具有干涉检测彻底、处理效率高、稳定性好等优点。