基于角度逼近的马鞍形曲线自动焊接插补算法

介绍了马鞍形曲线自动焊接系统的工作原理、插补算法及软件实现.系统通过x,y,z三轴联动,控制焊枪实现马鞍形曲线焊缝的自动焊接.在基于角度逼近的平面圆弧插补算法的基础上,分析了马鞍形曲线空间几何特点,根据x,y,z三坐标的空间几何关系设计了一个插补决策.算法利用焊枪对马鞍形曲线焊缝在xOz平面内投影轨迹的回转联动y轴运动来拟合马鞍形曲线,从而解决了马鞍形曲线焊缝的自动焊接问题.由该算法实现的程序结构简单,易于实现,而且运行效率高,插补出的曲线均匀且误差小.     

B样条曲线的快速实时插补算法

提出了一种三次B样条曲线的实时插补算法。该方法简化了通常B样条曲线插补过程中的繁琐计算 ,提高了B样条曲线的插补速度 ,在B样条曲线的实时插补中具有非常重要的实际意义。     

空间圆弧插补的三轴联动EE插补原理与算法

本文提出了任意空间圆弧插补的新算法,即三轴联动EE插补法,及其在特殊情况下的一种简化方法——LE插补法。该方法是二维椭圆插补方法在三维任意空间圆弧插补中的推广,插补过程中不需要作乘除运算,只作加、减和左移位操作。方法简便,运算速度快,可以满足在三轴微机数控铣床上加工空间曲面的软件插补要求,有很大的实用价值。     

五轴联动数控激光加工系统的空间曲线B样条插补算法研究

五轴联动计算机数控激光加工系统是多功能综合性的机电一体化设备，可进行平面和三维曲面的切割、焊接等激光加工。传统的CNC系统往往只提供直线和圆弧插补功能，不能满足CAD系统的曲线和曲面造型能力对CAM系统的要求。本论文针对复杂轮廓零件数控加工的需要，提出了一种新的空间曲线B样条插补五轴联动算法，并在MATLAB上进行仿真。     

参数曲线直接数控插补通用算法研究

目前商用的CAD/CAM软件对样条曲线的数控编程都采用直线或圆弧逼近的方法.因为目前的绝大多数数控系统还没有象加工直线和圆弧一样的样条曲线插补指令.这将导致复杂曲面精密加工时数控程序特别长,在程序调试、修改、传输、存储等方面带来一系列问题.本文在数控直接插补复杂参数曲线方面做了一些探讨,提出了一个通用的参数曲线直接数控插补的算法,以二次Bezier为例详细介绍了该算法的实施过程,最后利用任意二次Bezier参数曲线进行了验证,结果完全正确,且插补误差小于一个脉冲当量.     

空间曲线插补算法的研究

空间三维曲线有两种数学表达形式:隐式方程曲线及参数方程曲线.本文提出这两种方程的高效准确的插补算法,实现了数控机床的空间三维曲线轨迹插补.其中隐式方程曲面交线采用的是建立在进给选择基础上的插补算法,而且保证了该算法的位置误差不超过一个进给单位;参数方程曲线采用小直线段逼近的插补算法,这种线性化方法对插补参数曲线而言具有高效的优点.     

非圆复杂曲线的通用插补算法

为解决数控机床加工中非圆复杂曲线的插补问题，本文提出了一种通用插补算法，可对各种非圆复杂曲线直接进行精确插补，运算速度快，插补误差小，本算法通用性强，可大大扩展系统的插补功能，使非圆复杂曲线的编程变得简单。     

基于四阶S曲线加减速的NURBS曲线插补算法

为提高NURBS曲线插补的运动平滑性，提出一种基于四阶S曲线加减速的NURBS曲线插补算法。该算法通过使用四阶S曲线加减速求解NURBS曲线节点上的速度，首先分析最大速度、最大加速度和最大加加速度的可达性，同时考虑非对称四阶S曲线加减速模型，并对较短弧长的采用二分法寻找实际最大速度，规划出31种速度曲线类型，然后根据NURBS曲线参数和约束条件生成对应的速度曲线。仿真结果表明，与三阶S曲线加减速控制的NURBS曲线插补算法相比，所提算法的插补精度更高，加速度曲线光滑且加加速度曲线连续无突变，降低其运动过程中的柔性冲击。     

重型压力容器马鞍形焊缝自动焊机插补算法与仿真

根据重型压力容器接管马鞍形窄坡口焊缝的焊接工艺要求,介绍了马鞍形自动焊机的总体结构和工作原理,给出了马鞍形焊道轨迹的数学模型和简化插补算法.该插补算法采用两轴协调拟合形成空间马鞍形焊道,将三维曲线插补转换成二维问题进行插补运算,并进行了计算机仿真.结果证明,两轴协作拟合算法能够很好地满足自动焊机的使用要求.     

样条曲线采样插补技术

针对复杂轮廓零件数控加工的实际需求,提出一种样条曲线直接插补方法,以此为基础开发了新型计算机数控系统。该系统可直接根据ＣＡＤ给出的样条曲线控制点信息或型值点信息,实时生成刀具运动轨迹,并据此控制机床运动,快速完成样条曲线轮廓的加工。这一技术不仅大大提高了曲线曲面零件数控加工的效率,而且还有效提高了加工质量和加工过程的可靠性。     

马鞍形空间曲线自动焊接设备的研制

对于像马鞍形这样复杂的空间曲线焊缝,一般采用手工方式进行焊接,焊后一致性差,废品率高,对工人技术水平要求也较高。随着工业自动化程度的发展,研制马鞍形空间曲线的自动焊接设备具有较大的实用价值。依据马鞍形焊缝的主要特点和焊接工艺,设计了基于三菱高性能PLC Q02H为主要控制中心,辅以焊机、SSCNETⅢ总线位置控制模块、伺服驱动器及电机、参数设置人机界面、自动焊接机架等单元构成的马鞍形自动焊接设备。经过试验,该系统自动化程度高、控制精度高、焊缝成型良好,在锅炉、石油管道、核电、造船与海洋工程等普遍存在马鞍形焊缝需求的行业中具有较高的实用价值。     

数控系统解析函数曲线的数据采样插补算法

在数控机床中，对解析函数曲线进行直接函数插补运算，可以得到高的精度和加工质量。文章讨论了数控机床中一般解析函数曲线的数据采样插补算法，具有普遍意义。     

自由曲线实时插补的减速控制

本文提出了一种自由曲线实时插补过程中的减速控制方法。该方法计算量小,计算效率高,同时该方法减速时的加速度能根据当前插补点离插补终点的距离自动作一些相应的变化,使速度变化更趋平稳,且避免了越程、失步现象的发生,因此非常适合于实时插补的需要。文中给出了该方法的原理,阐明了该控制方法中的相关技术处理。     

自动焊接相贯线接缝的实时插补控制算法与仿真

圆柱管之间连通焊接是较为广泛的管连接形式之一,而形成的相贯线接缝则是较为复杂的空间曲线.在一种专用焊接机床的基础上,以圆柱管之间连通焊接形式为例,介绍了实现复杂相贯线接缝自动焊接的可控步长实时插补控制算法,重点研究了保持焊接速度恒定以及满足给定逼近误差条件时利用等长直线段拟合复杂空间曲线的插补计算处理方法.以一种通用的圆柱管之间连通焊接应用为例进行了实时控制算法计算说明,并且利用OpenGL工具软件对插补合成运动轨迹进行了动态仿真.仿真结果表明,该实时插补控制算法是可行的.     

A real-time look-ahead interpolation algorithm based on Akima curve fitting

To process the complex geometric-shapes consisting of discrete data points, this paper presents a real-time look-ahead interpolation algorithm based on Akima curve fitting. The algorithm consists of two modules: pretreatment module and real-time interpolation module. The pretreatment module firstly adopts the bi-chord and tangent-chord criteria to identify those continuous Akima blocks and calculates the linking velocity between two adjacent blocks according to the required machining accuracy. Then the five-point Akima method is used to fit the continuous blocks into a Akima spline curve. In the real-time interpolation module, the look-ahead interpolation is executed to ensure that the processing error is limited in a satisfying range, and the Newton iteration method is employed to calculate the parameters when interpolating Akima spline blocks. Simulations and experimental results demonstrate that the Akima spline is more suitable when processing discrete data points. And the proposed look-ahead interpolation algorithm could reduce the feedrate fluctuation to satisfactory level and implement high-quality CNC processing.     

活塞异型截面曲线数控加工中的一种逼近方法

针对发动机活塞截面曲线的非标准性，提出了采用最少的圆弧段逼近加工曲线的方法，详细地分析了用圆弧段逼近非标准随圆曲线的过程，并对逼近误差进行分析，满足加工拟合曲线的要求。此种方法计算简单，精度较高。     

基于阿克玛插值法的列表曲线拟合

针对样条插值法存在的不足之处，提出了采用阿克玛插值法来拟合列表曲线的方法，并对中凸变椭圆活塞裙部的纵向型线进行了拟合，结果表明，该方法不仅能得到光滑的曲线，而且精度高。     

具有正偏差特性的快速圆孤插补算法

基于最小偏差插补算法的基本思想 ,提出了一种新的圆孤插补递推算法 ,该方法算法简单 ,执行速度快 ,且具有正偏差特性。     

主管旋转式相贯曲线自动焊接模型与仿真

相贯管道的主管旋转式焊接方式能够实现相贯焊缝的全过程平角焊,降低工艺复杂度并提高焊接质量. 为了实现相贯管道的自动化焊接,建立了主管旋转式相贯曲线自动焊接模型. 以一般性相贯管道几何模型为基础,用齐次变换矩阵分析了焊缝特征和焊枪姿态,得出了主管旋转角的变化规律及焊枪与世界坐标系的空间位置关系. 利用MATLAB和OpenGL对相贯管道的几何模型和焊接过程的运动模型进行了仿真. 结果表明,该自动焊接模型是可行的,可以用于主管旋转式相贯曲线自动焊接的实时插补或离线编程.