基于NURBS曲线插补方法的数控加工品质探究

数控加工是机械制造行业非常重要的加工方式,适合加工一些形状不规则、精度要求高的工件,特别是曲面形状的零部件,传统的数控加工方式主要采用直线圆弧插补的方式进行,但是这种方式存在程序复杂、增降速频繁、表面粗糙等问题,为此,提出了采用NURBS曲线插补方法进行曲面零件的加工,并通过实践验证有效证明了NURBS曲线插补方法能够有效的提高零件加工精度与表面质量。     

NURBS插补技术在复杂曲面数控加工中的应用

分析了NURBS(Non-Uniform Rational B-Spline)曲线直接插补技术相对于传统数控系统中采用的直线或圆弧逼近对NURBS曲线数控编程的优越性;探讨采用NURBS曲线插补技术的CNC机床曲线曲面的加工方法以及实际应用中需要进一步解决的问题。     

数控加工中两种插补原理及对应算法

在数控加工中,为了实现对具有直线、圆弧或者更加复杂曲线的零件轮廓的加工,采用了计算机插补.文中简单地介绍了数控加工中的插补原理以及针对每种原理的插补算法.     

凸轮轮廓的数控插补算法研究

普通的数控系统只具有直线和圆弧插补功能,对于凸轮这类轮廓中含有非圆曲线的零件不能直接进行数控加工,需要先通过一定的插补拟合算法用直线或者圆弧来代替轮廓中的非圆曲线.本文重点研究了近似双圆弧插补算法的原理和控制方法,通过具体实例比较了近似双圆弧插补算法与双圆弧插补算法的优缺点.     

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,     

一种二次曲线的编程方法

数控车加工中只能用直线插补和圆弧插补。对于可用方程表达的非圆曲线，常用的处理方法是用直线段或者圆弧段去近似地逼近它，即把非圆曲线分成若干段，然后用数学公式计算出每一段的终点坐标值，输入程序，加工出工件。工件的精度要求越高，就要把曲线分得越细，程序也就越长，这样计算量十分大且容易出错。笔者曾加工过一种光学     

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。     

自由曲面加工中NURBS曲线的插补实现

针对复杂型面零件的高精度曲面加工,传统上应用直线、圆弧和螺旋线等插补。由于曲面轮廓离散成大量微段直线或圆弧来加工,这不仅使编程复杂、代码量膨胀,而且不可避免地带来逼近误差,影响零件的加工精度、表面粗糙度和生产效率。提出一种NURBS曲线的实时插补算法,它基于NURBS曲线的参数表示法来求出优化的曲线参数,实现了NURBS曲线高速、高精度加工的插补控制。试验的结果表明,这种插补方法是有效的。     

NURBS插补方式对数控铣削加工质量的影响

针对自由曲面加工误差较大的问题,从插补方式的角度进行了对比研究。对相同的二维抛物曲线分别以直线插补、直线-圆弧插补和NURBS插补三种插补方式进行实际加工,利用三坐标测量仪对所加工曲面轮廓进行测量,并获取相应的加工误差分布曲线。分析结果表明,NURBS插补刀具路径可以改善零件的加工精度和表面光顺性,有效地提高生产效率,并能够减少曲面后续抛光的工作量,较好地满足自由曲面高性能数控加工的需要。     

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.     

基于数控高次曲线插补的研究与应用

数控机床加工的零件轮廓一般由直线、圆弧组成,也有一些非圆曲线轮廓例如高次曲线、列表曲线、列表曲面等,但都可以用直线或圆弧去逼近。本文主要论述了插补算法对数控系统的影响和插补算法的工作流程,并对高次曲线的插补原理进行分析与研究,最后推导出高次曲线插补的递推公式,绘制插补逻辑图,其递推公式和插补逻辑图同样适用于其它高次曲线。     

NURBS曲线插补在数控加工中的应用研究

进给速度的变化是机床产生振动和影响加工质量的重要原因之一。为了有效降低进给速率的变化率,从而达到抑制机床振动,提高加工效率和质量的目的。提出基于NURBS曲线插补方法对数控程序进行后处理,通过合理选择基函数、控制点、权因子等参数来实现拟合精度及进给速度的优化。以花瓣曲面零件作为数控加工对象,开展了NURBS曲线插补与直线圆弧插补方式的数控加工仿真与切削加工对比试验分析。结果表明,NURBS曲线插补加工方式具有减少数控加工时间,提高数控加工精度与表面质量,提升机床动态性能的优势。     

基于STEP-NC的CNC系统中插补技术研究

STEP-NC是一个新的数控编程接口,基于STEP-NC的CNC系统是未来数控技术发展方向之一.在该系统中不但具有直线和圆弧插补功能,而且还具有样条曲线插补功能.开发了一个统一的 基于NURBS样条曲线插补的通用插补器,推导出一个简洁的NURBS几何数据预处理算法,详细论述了基于等弧长的插补技术和插补原理.最后,通过仿真和实例加工验证了上述算法的有效性和可靠性.     

CNC系统数据采样插补的新算法

插补是CNC系统中重要的功能模块,插补算法的优劣直接影响着加工速度和精度.本文论述了直线和圆弧的数据采样法的基本原理插补算法及终点判别方法.利用圆的参数方程,提出了一种先计算插补点再计算进给量的新算法.最后利用LabVIEW软件进行了插补仿真,结果表明此方法大大提高了插补的精度和速度.     

数控加工中基于自由曲面表面特性的刀具路径安排

目前CNC上的轨迹控制功能仍主要是直线和圆弧插补,因此当加工自由曲面时,大多只能采用直线或圆弧逼近算法来对曲线进行逼近处理。针对数控加工的实际需求,现在数控系统技术人员对数控机床插补器进行研究并开发出了许多曲线和曲面插补功能。基于曲线插补,在保持进给速度尽可能恒定的条件下,对刀位路径和刀位速度进行离线的曲线拟合,以便于得到用于数控加工的刀位文件。这种方法能有效解决进给速度的波动问题,并能有效压缩刀位文件。为此,提出几种算法来拟合刀位路径和刀位速度轮廓曲线。曲线和曲面插补在数控代码数据量和逼近误差方面都有较大的改善。     

基于STEP-NC的CNC系统中插补技术研究

STEP—NC是一个新的数控编程接口，基于STEP—NC的CNC系统是未来数控技术发展方向之一。在该系统中不但具有直线和圆弧插补功能，而且还具有样条曲线插补功能。开发了一个统一的基于NURBS样条曲线插补的通用插补器，推导出一个简洁的NURBS几何数据预处理算法，详细论述了基于等弧长的插补技术和插补原理。最后，通过仿真和实例加工验证了上述算法的有效性和可靠性。     

基于自适应变步长算法在大型非圆曲线零件数控加工中的应用

针对固定步长的圆弧插补算法在大型非圆曲线零件加工中的缺点，提出了自适应变步长算法，该方法按照曲线的曲率变化而采用相应的步长，算法简单，插补误差小，达到了快速、高效的加工效果，避免了以往过切或者加工精度不够的现象。能够提高数控机床的插补精度和加工效率。     

正切控制算法研究

以数据采样法为基础,提出了一种正切控制算法,通过直线和圆弧插补分析,实现了C轴沿曲线轮廓切线方向进行插补的功能,并改进了数据采样插补算法,实现了四象限统一编程和自动过象限.     

抛物线插补算法研究与数控加工编程

基于逐点比较法的思想，推导出了抛物线的插补算法，并编制了直线，圆弧和抛物线的轨迹程序。文中最后给出了仿真轨迹，表明该算法被较好的应用到数控加工编程中。     

非圆曲线的逼近法数控加工

以椭圆形零件的数控加工为例,阐述了逼近法在非圆曲线形零件数控加工中的应用。由于一般数控机床的编程代码只具有直线插补和圆弧插补功能,因此对于非圆曲线的数控加工大多采用小段直线或小段圆弧去逼近轮廓曲线,完成数控编程。