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。     

曲面沿参数线加工的实时轨迹生成

提出了一种沿参数线加工的无干涉刀位轨迹实时生成算法。据进给速度和ＣＮＣ插补周期确定轨迹逼近步长，简化了计算，减少了实时轨迹生成的计算量。采用双重干涉判别准则，成功地消除了干涉     

空间自由曲面数控加工算法研究及存在的问题

空间自由曲面数控加工无干涉刀位轨迹产生算法是数控加工中的关键技术之一，阐述了国内外有关算法的研究状况，探讨了算法的原理及存在的一些有待进一步研究的问题。     

叶轮数控加工中的干涉检查

针对自由曲面离心叶轮多坐标数控加工中可能出现刀具与叶片干涉的问题,提出了一种干涉检查方法。首先计算出叶片曲面的等距面,等距面的偏移距离为刀具半径,再根据所给定的刀位数据得出刀轴的表达式,然后计算该等距面与刀轴是否有交点,如果有交点则存在干涉,否则计算叶片边界线到刀轴的最小距离,若此距离大于刀具半径则无干涉,否则存在干涉。该方法计算量小,对于叶轮数控加工编程中大量刀位数据的干涉检查,可以显著地节省计算机运算时间。     

空间自由曲面数控加工算法研究及存在的问题

空间自由曲面数控加工无干涉刀位轨迹产生算法是数控加工中的关键技术之一，阐述了国内外有关算法的研究状况，探讨了算法的原理及存在的一些有待进一步研究的问题。     

自由曲面数控加工刀位轨迹生成方法的研究

依据逆向工程中自由曲面造型理论,结合数控编程中等距面法和参数线法,给出了一种较为简便的数控加工刀位轨迹生成方法。     

鼓形砂轮周磨自由曲面刀位算法

对采用鼓形砂轮周磨自由曲面的刀位计算进行了研究。为了提高加工效率，提出了一种基于避免加工中砂轮和工件曲面局部干涉的鼓形砂轮几何参数的优化方法。在刀位计算中，砂轮被限定在摆刀平面中旋转；离散鼓形砂轮表面，计算采样点到工件曲面的有向距离，获得当前刀位的加工误差分布和加工带宽；以砂轮轴和工件曲面最小法曲率方向的夹角为优化变量，以当前刀位的加工带宽的最大化为优化目标，用格点法进行了鼓形砂轮周磨自由曲面的刀位优化。利用UG二次开发技术编程，生成了Bezier曲面的加工轨迹的计算实例，验证了所提出的砂轮几何参数和刀位的优化算法。     

多轴数控加工刀位轨迹的生成技术综述

对多轴数控加工中无干涉刀位轨迹算法进行了较全面和详细的论述。总结了刀具干涉的类型、干涉的消除算法和刀位优化算法，指出了这些算法存在的优缺点。在此基础上，还指出了刀具干涉处理和刀位优化两方面研究仍存在的问题。     

曲面5轴加工中全局干涉检查与刀位修正

提出了一种求解曲面到刀具极值距离的方法,以解决曲面5轴数控加工中刀具与曲面的干涉问题。将曲面上的点投影到刀轴上,求出曲面到刀轴的最小距离,直接计算出刀具与曲面的干涉量,并对干涉刀位进行了修正,成功地解决了曲面与刀具的全局干涉问题。实际应用表明,该方法效率高、精度高。     

曲面沿参数线加工的实时轨迹生成

提出了一种沿参数线加工的无干涉刀位轨迹实时的生成算法，据进给速度和ＣＮＣ插补周期确定轨迹逼近步长，简化了计算，减少了实时轨迹生成的计算量，采用双重干涉判别准则，成功地消除了干涉。     

最小有向距离算法在螺杆加工中的应用

从空间啮合原理出发 ,研究刀具与工件表面的接触规律 ,将最小有向距离算法应用于螺杆加工的数控编程中。在给定工件端截面参数方程的条件下 ,可采用该方法生成刀具运动轨迹 ,实现经济、高效的螺杆加工。该算法适用于各种截面廓型为一阶连续可微曲线的圆柱螺旋面螺杆加工 ,并可通过分段处理技术实现对截面廓型由多段曲线组合而成的螺杆进行自动编程加工。     

数控立车模块化方案设计专家系统

将专家系统技术和模块化技术相结合，建立数控立车模块化方案设计专家系统，并应用于实际，有一定的实用性。     

多轴加工无干涉刀具路径生成算法研究

多轴数控加工中刀具路径的计算直接影响加工零件的精度和加工效率。本文介绍了一种平底刀多轴无干涉刀位轨迹生成算法,在刀轴方向上消除干涉量。首先对参数曲面进行三角离散化,根据曲面相应点的法矢布置初始刀具位姿。构造曲面和刀具的OBB模型,通过包围盒间的快速相交测试得到刀具与曲面的干涉三角片,在此基础上,采用解析方法计算刀具与干涉三角片在刀轴方向上的干涉量,修正刀位点,最后得到无干涉刀位轨迹。     

基于MMR的三角网格曲面五轴加工刀轨生成算法

为了提高三角网格曲面五轴加工的加工效率,提出了基于最大材料去除率(maximal materialremoval rate,MMR)的平底刀五轴加工刀轨生成算法。首先计算无曲率干涉且具有最大材料去除率的网格曲面五轴加工的刀具方位角;然后在确定网格曲面可能干涉区域的基础上,提出刀触点处干涉性假设,并以最大材料去除率、刀具无曲率干涉和全局干涉为约束条件,采用二分法确定具有最大材料去除率的无干涉刀具方位角;最后采用截面线法生成三角网格曲面MMR平底刀五轴加工刀轨。通过实验验证了采用文中算法生成的刀轨进行加工能够获得较高的加工效率和表面质量。     

Automatic generation of an NC machining tool-path for a 3D curve based on polar coordinates

A new tool path generation method is presented for tool radius compensation to deal with 3D curves machining on polar coordinates. An algorithm is suggested that consists of interference correcting, undercut region avoiding, and initial interference-free tool path generating. At the beginning, the numerical copy-milling machining data of the shoe last is introduced. Aside from a theoretical analysis, the feasibility of the method is demonstrated by machining a shoe last on the copy-milling machine controlled with an in-house-developed open architecture CNC. This algorithm is very practical for the space curve turning machining.     

航空发动机叶片5轴联动铣削加工刀路规划方法

针对航空发动机叶片形状复杂、加工精度高的特点,在ACIS几何平台上采用截平面法进行刀轨规划,变步长法控制加工精度,刀轴矢量自动调整法避免干涉,反变形补偿法控制加工变形,实现了叶片主面及阻尼台无干涉加工,并开发了航空发动机叶片五轴铣削加工计算机辅助软件.与通用CAM软件相比,该软件具有针对性强、操作简单、走刀路径更优化、对阻尼台的加工处理更方便等优势.     

平头铣刀加工曲面的无干涉路径规划

分析了平头铣刀五轴加工中的刀具干涉问题,就刀具底面过切干涉和刀杆碰撞干涉提出了切实可行的检测算法及具体避免干涉的方法。给出了平头铣刀的无干涉路径规划。     

齿轮双面啮合测量的数字仿真算法研究

相对单啮传动仿真,齿轮双啮测量仿真变量多、过程复杂,采用常规的齿轮单啮瞬时啮合点求解算法去求解齿轮双啮瞬时啮合点,往往建模困难、计算量大。本文将最小有向距离原理应用于齿轮双啮测量的数字仿真算法研究中,使仿真计算简单、方便、快速,并满足仿真精度要求。     

Development of an analysis system for geometric contour error evaluation in ultra-precision machining for microlens arrays

A basic principle for acquiring precisely shaped machined parts is to create dense tool path data. However, as the density of tool paths increases, the volume of data increases. The significant increase in data consumes more memory and machining time. Therefore, the creation of tool path data of unlimited density is impractical. This paper proposes a contour error evaluation system. The system makes correct decisions based on the expected quality of a workpiece. Specifically, the user creates tool path data by calculating deviations in the contour in relation to variations in the intervals of the tool path. The user can create tool paths by adjusting the amount of tool path data within the desired quality level. Accordingly, before the start of the machining process, the user can predict any machining loss likely to result from the excessive amount of data created in the creation phase. In addition, the tool path data of the proposed system are experimentally compared with the actual shape of a part machined with a microlens array machining system.