用遗传算法求解表面间的最小有向距离

在复杂曲面数控加工的刀具轨迹计算和刀具干涉检查中，需要求解刀具表面和工件表面之间的最小有向距离.为此，以最小有向距离原理为基础，利用遗传算法可以全局寻优的有点，结合五点寻优算法，对遗传算法进行了改进.通过嵌入局部优化复制算子，按计算进程控制交叉位串，引入禁忌搜索算法等方法提高遗传算法的收敛速度，以此来求解刀具表面和工件表面之间最小有向距离.此算法应用于复杂螺杆数控加工的自动编程系统开发中，取得了较好的效果.     

基于遗传算法的无干涉刀位轨迹计算

无干涉刀位轨迹的生成是复杂曲面数控加工编程中的核心问题.以最小有向距离原理为基础，通过对遗传算法进行改进，采用实数编码，引入局部最优徘徊策略和小生境遗传算法思想，充分发挥其全局寻优的特点，获得无干涉刀位轨迹.将其与局部寻优算法得到的刀位轨迹进行比较，可以确定加工中的欠切区域和欠切削量.该方法不仅可以在数控加工中生成无干涉刀位轨迹，而且可以为后续补充加工提供编程数据，在复杂螺杆数控加工的自动编程系统中应用，稳定可靠，收敛性好，计算效率较高.     

数控加工中刀触点轨迹的连续性及其应用

在分析国内外关于自由曲面数控加工中刀位点轨迹生成算法的基础上,提出了一个关于刀触点轨迹连续性的命题并加以证明,对各种形式的刀具与工件的几何特性进行了分析,阐述了该性质在改进刀位点轨迹算法中的应用方法,通过在“最小有向距离算法”中应用表明,该性质对于提高计算速度和精度方面都具有重要意义。     

汽轮机叶片圆环形盘铣刀包络铣削方法

为提高汽轮机叶片的加工效率,缩短汽轮机生产周期,在分析汽轮机叶片曲面构成及其加工方法的基础上,提出了采用圆环形盘铣刀包络铣削汽轮机叶片曲面的新方法.利用定向最小距离原理,对圆环形盘铣刀包络加工刀触点和刀具轨迹进行计算,研究了刀触点的计算模型和计算方法.采用该加工方法后,刀具轨迹行程相对于采用球头铣刀包络加工时有明显缩短,在提高叶片加工效率方面作用明显.研究内容为汽轮机叶片专用数控机床和叶片抛光机的设计提供了理论参考.     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一。本文作者基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系 ,提出几何误差的控制方法。基于刀具与工件的五维包络运动分析 ,对五轴联动加工中影响较大的的非线性误差进行较为严格的计算 ,提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差。对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析 ,并提出有效控制几何误差的方法和措施。文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算 ,已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中 ,在满足精度要求下 ,加工叶片的效率有明显的提高 ,表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差。     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一。作者基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系,提出几何误差的控制方法。基于刀具与工件的五维包络运动分析,对五轴联动加工中影响较大的非线性误差进行较为严格的计算,提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差。对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析,并提出有效控制几何误差的方法和措施。文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算,已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中,在满足精度要求下,加工叶片的效率有明显的提高,表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差。     

水轮机叶片的五轴数控加工工艺规划及轨迹优化

针对大型水轮机叶片的五轴联动数控加工要求,制定出适合国内技术条件的工艺规划。提出在计算叶片五轴联动加工刀位时采用等残余高度刀位规划,并考虑三维非线性误差来计算走刀步长的刀位轨迹生成策略。为了避免刀具后跟角干涉的要求,提出根据叶片的曲面性态分析来确定叶片五轴联动加工中的刀轴控制和刀位轨迹优化计算方法。将该方法与CAM软件结合,用于大型混流式和轴流式叶片数控加工,结果表明：该方法既能严格控制加工误差,又要能提高加工效率。     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一.本文基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系,提出几何误差的控制方法.基于刀具与工件的五维包络运动分析,对五轴联动加工中影响较大的的非线性误差进行较为严格的计算,提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差.对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析,并提出有效控制几何误差的方法和措施.文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算,已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中,在满足精度要求下,加工叶片的效率有明显的提高,表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差.     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一。本文作者基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系，提出几何误差的控制方法。基于刀具与工件的五维包络运动分析，对五轴联动加工中影响较大的的非线性误差进行较为严格的计算，提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差。对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析，并提出有效控制几何误差的方法和措施。文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算，已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中，在满足精度要求下，加工叶片的效率有明显的提高，表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差。     

凸螺杆转子旋风铣削技术的研究

为提高凸螺杆的加工效率和加工精度,将具有切削平稳、效率高等特点的传统旋风铣削技术与具有轨迹控制灵活等特点的数控技术相结合,提出了内旋风数控包络铣削螺杆螺旋曲面的新方法.从最小有向距离原理出发,将控制轨迹的计算问题转化为求解距离函数的最小值问题,得出了能准确、快速计算出刀具轨迹的方法,并给出了计算实例.结果表明,采用内旋风数控包络铣削技术可大大提高凸螺杆的加工效率和加工精度.     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一。作者基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系，提出几何误差的控制方法。基于刀具与工件的五维包络运动分析，对五轴联动加工中影响较大的非线性误差进行较为严格的计算，提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差。对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析，并提出有效控制几何误差的方法和措施。文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算，已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中，在满足精度要求下，加工叶片的效率有明显的提高，表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差。     

大型叶片五轴联加工的几何误差控制

误差控制和减少加工误差是大型叶片曲面类零件五轴联动数控加工中的重要任务之一。本文基于分析和建立加工曲面的型面几何偏差与加工刀位规划参数的关系，提出几何误差的控制方法。基于刀具与工件的五维包络运动分析，对五轴联动加工中影响较大的非线性误差进行较为严格的计算，提出自适应步长方法以有效控制刀触点轨迹误差。对五轴联动加工中的残余高度误差进行较为严格的分析，并提出有效控制几何误差的方法和措施。文中的方法结合CAM软件进行刀位轨迹计算，已成功地用于大型轴流式和混流式水轮机叶片五轴联动数控加工中，在满足精度要求下，加工叶片的效率有明显的提高，表明提出的方法和措施能有效控制大型塑曲面加工的几何误差。     

鞋楦数控加工中基于曲面离散生成刀轨的方法

从基于曲面离散点的角度，研究了在鞋楦的数控加工中无干涉刀具轨迹生成的方法。主要处理过程如下：1）鞋楦曲面离散点的获取，将曲面按精度要求离散成点，由这些点阵信息代替曲面信息；2）刀位点的计算，对每一初始刀位点，检查刀具是否与曲面的离散点产生干涉，若产生干涉，就沿刀轴方向退刀来消除干涉；3）对刀位路线进行规划，生成刀具轨迹，由试验结果可知，该算法精度较高，已用于鞋楦的数控加工。     

一种利用点搜索的多曲面体清根轨迹生成方法

针对复杂多曲面体清根加工刀位轨迹的生成问题,提出了一种基于点搜索的清根轨迹生成方法.在采用单刀清根时,球头刀刀心点到多曲面体所在的自由曲面以及多曲面体表面的距离相等,只要搜索到刀心轨迹上的所有点,即可生成单刀清根轨迹.据此,文章将多曲面体作为研究对象,通过将多曲面体以及搜索的基本初始点映射在曲面的参数域内,确定参数域内的所有搜索初始点及相应的搜索方向,沿搜索方向在参数城内搜索清根加工的切触点,并在物理空间判断相应的刀心点是否满足距离条件,满足的点即为搜索的目标点,所有目标点形成清根加工的刀心轨迹线,根据该曲线即可生成单刀清根的到位数据.在此基础上,通过生成不同尺寸刀具的单刀清根轨迹线,计算多刀加工的切触点,生成了多刀清根加工的到位数据.最后,结合航空发动机叶片阻尼台的加工,生成了其单刀清根轨迹和多刀清根轨迹并进行了切削加工实验.算例与实验结果表明文中方法加工结果符合加工精度要求,加工表面质量较好,说明了点搜索方法在多曲面体清根轨迹生成中的有效性和实用性.     

自由曲面数控加工刀位轨迹与加工精度的研究

自由曲面数控加工刀位轨迹规划与加工精度的控制,是计算机辅助制造(CAM)必须要解决的问题。由于自由曲面加工的数控程序是由序列线性插值的刀位构成的,在确定走刀步长和切削行距时必须考虑线性逼近误差和残留高度(或过切量)。论述了立铣刀用于较小曲率曲面加工时刀位轨迹的生成方法,切削步长和立铣刀铣削时后跟角的计算方法,给出了立铣刀过切干涉检查方法,直接给出了加工微分几何结构不同的曲面时,影响加工精度的接刀刀痕高度的数学表达式,用图表达了4个给定的切削行距时,接刀刀痕高度与刀具半径的比值与铣刀倾斜角(后跟角)的关系。     

采用三次NURBS曲面构造鞋楦模型及刻楦仿真

为实现鞋楦曲面的精加工,基于复杂曲面实物的几何模型反求方法,从鞋楦实物模型得到其数字化模型,提出了一种可控精度的鞋楦曲面模型重构方法.利用三维实体激光扫描仪测量获取点数据,基于小波变换原理采用无偏似然估计对鞋楦原始测量点数据进行降噪平滑处理,采用三次非均匀有理B样条（NURBS）曲线表示鞋楦u、v向表面曲线,由此得到三次NURBS曲面并拟合鞋楦表面.建立了鞋楦数学模型,采用等残留高度法计算无干涉刀位轨迹,并基于Unigraphics平台虚拟刻楦进行数控（NC）程序仿真验证.仿真结果表明,该重构方法使鞋楦曲面精度可以调节,根据不同加工效率要求方便地计算刀具轨迹.误差分析结果表明,与设定鞋楦加工精度相比,产生的误差控制在允许范围内.     

特种回转面铣刀螺旋槽的数控磨削模型及仿真

为了建立适用于各种特种回转面铣刀螺旋槽的磨削模型,基于该种刀具螺旋槽的几何模型,将求解砂轮的运动轨迹与具体的加工工况分开,在刀位轨迹生成后通过后置处理,生成适合于不同数控系统及不同数控机床的加工代码。采用这种方法,不仅大大简化了刀位轨迹的计算和生成,保证了所生成的刀成的刀位轨迹的通用性,而且在实现中确保了砂民刀具不发生干涉,文中还用实例加工仿真结果验证了模型的可靠性。     

自由曲面数控加工刀位轨迹与加工精度的研究

自由曲面数控加工刀位轨迹规划与加工精度的控制，是计算机辅助制造(CAM)必须要解决的问题。由于自由曲面加工的数控程序是由序列线性插值的刀位构成的，在确定走刀步长和切削行距时必须考虑线性逼近误差和残留高度(或过切量)。论述了立铣刀用于较小曲率曲面加工时刀位轨迹的生成方法，切削步长和立铣刀铣削时后跟角的计算方法，给出了立铣刀过切干涉检查方法，直接给出了加工微分几何结构不同的曲面时，影响加工精度的接刀刀痕高度的数学表达式，用图表达了4个给定的切削行距时，接刀刀痕高度与刀具半径的比值与铣刀倾斜角(后跟角)的关系。     

NC 铣削加工过程的仿真及其实现

目的研究NC (Numerical Control) 铣削加工过程的动态仿真及其实现方法. 方法基于光线投射的原理,采用将刀具与工件离散的方法,实现了 NC 铣削加工过程的动态仿真. 结果该方法不仅能检测出加工中可能出现的干涉与碰撞,同时也能验证刀位轨迹对理想曲面的逼近误差. 结论该方法成功地实现了 NC 铣削加工过程的几何仿真,对于工艺的仿真有待于进一步研究.     

基于加工文件的复杂曲面反求研究

提出了一种基于数控加工文件代码进行曲面反求的方法.利用数控程序提取机床刀具运动轨迹的三坐标数值,对三坐标数值进行数据处理;建立了刀具运动轨迹的点云文件,通过点云数据文件求取刀具中心的轨迹曲面;根据使用刀具的半径,偏置刀具包络面获得工件型面.采用计算机辅助设计技术,同时结合计算机编程进行加工代码处理,最终实现了在一定精度...