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。     

数控机床NURBS曲线插补运动误差分析与仿真

介绍了NURBS曲线插补算法,并指出实现NURBS曲线插补的关键是,在插补周期内由进给步长求得曲线参数的增量.分析了数字伺服运动误差产生的原因,建立了伺服系统差分方程.在不同的进给速率和曲率半径条件下,对工件轮廓误差进行了仿真.仿真结果显示,数控机床NURBS插补的轮廓误差与进给速度及给定曲线的曲率半径有关.在大的进给速率或小的曲率半径条件下,伺服滞后所引起的轮廓误差是不可忽视的因素.     

基于de Boor算法的NURBS曲线自适应插补研究

在现代数控加工中已普遍使用NURBS曲线插补,但大多数NURBS曲线插补都致力于取得恒定的进给速度而不是轮廓精度,对此,提出了基于de Boor算法的NURBS自适应插补算法.将de Boor算法应用于NURBS曲线插补中,并用限定弓高误差对插补的进给速度实行自适应调节,实现了数控加工中进给速度的平滑过渡,减少速度急剧变化时对机床的冲击,保证了NURBS曲线实时插补和轮廓加工的精度.通过仿真证明了这种插补算法的实时性和实际应用的可行性.     

基于SVPWM的PMSM矢量控制伺服系统研究

本文介绍了一种基于矢量控制的永磁同步电动机高性能伺服进给系统,系统采用速度环和电流环的双闭环控制策略.根据工程控制原理,建立了基于SVPWM的数控机床伺服系统数学模型的Matlab /Simulink模型.根据数控伺服系统的性能要求,对不同插补方式下的速度控制,进行了仿真研究,结果证明了该系统模型的有效性,为数控伺服控制系统的整体设计和调试提供了理论基础.     

比较积分法直线、圆弧插补方法的改进

对数控系统插补算法中的比较积分法进行了深入研究,并且针对插补进程时难以确定坐标轴首次进给方向和坐标轴的进给方向不能根据实际插补误差大小进行适当修正等问题,提出了一种改进的比较积分法插补算法。同时,基于改进的比较积分法插补算法和坐标平移变换原理设计了数控插补仿真系统,实现了直线、圆弧插补轨迹的二维动态仿真。通过仿真轨迹充分验证了改进的插补算法不仅没有影响比较积分法运算简单的优点,而且有效的提高了插补精度。     

基于NURBS曲线的非圆曲线数控插补算法研究

针对目前数控加工系统中直线和圆弧插补存在的不足,提出了基于NURBS曲线的非圆曲线插补算法。并在NURBS曲线建模理论基础上,借助MATLAB软件建立了非圆曲线轴的数学模型,将生成的数学模型导入到UG中生成了实体模型。利用控制弓高误差的自动调节进给速度的插补算法对工程实际中的非圆曲线进行了仿真分析。仿真结果表明,此方法达到了预期的目标。     

脉冲进给系统的高平稳运动控制

数控系统插补产生的驱动脉冲序列特性直接影响到脉冲进给系统的运动平稳性。通过理论分析、建模仿真和试验验证系统研究脉冲进给系统的运动平稳性问题及其控制对策。在建立插补输出模型的基础上,从时域和频域剖析了其平稳性问题的本质;根据所揭示的精度、效率和平稳性之间的制约关系给出传统模式下实现平稳运动控制的途径;并从改变插补周期及多轴联动方式入手,突破传统数控的插补控制模式,提出全新的高平稳运动控制方案——随机周期独立轴自适应插补控制。大量的时域和频域仿真及实际加工试验验证所提算法的有效性。为改善数控设备的运动平稳性提供了理论依据和全新途径。     

面向一种新型并联动力头的点矢混合插补方法

为满足一种新型三坐标并联动力头物理样机数控系统的开发需求,研究了五轴数控加工中的点矢混合插补方法,提出了一种基于Hermite插值的双曲线插补算法。分析了并联动力头的姿态变换和关节驱动参数的求解,由数控代码信息建立末端参考点和辅助参考点的位置点集,并运用线性插值方法估计各点上的导矢方向,根据进给速率运用Hermite插值方法在各坐标轴进行插补计算。仿真实验证明了Hermite双曲线插补方法在同等条件下可获得较线性插补和平面矢量插补更好的位姿插补精度,适合于高速高精度自由曲线曲面运动控制。     

一种基于反馈补偿的参数曲线数控插补算法

数控加工中,为了满足较高的加工精度和保持恒定的进给速度要求,提高数控系统加工复杂零件的能力,数控系统插补器需要采用较复杂的插补算法,其计算量大,耗时多,影响加工速度.针对这一问题,提出一种简单高效的数控插补算法,该算法引入反馈补偿思想,能对插补过程中产生的误差反复进行反馈补偿校正,直到满足插补的目标要求为止.仿真实例结果表明,提出的算法能满足各种不同参数曲线的加工,与常规插补算法相比,该算法通用性强、计算量小、进给率误差小、计算精度较高,大大缩短了加工时间,进而提高了加工效率.将反馈补偿算法在运动控制卡PMC32-600 DSP上进行实现,通过实际切削试验进一步证明,该算法能有效保证进给速度的恒定性和参数曲线的光滑性,有利于提高参数曲线的加工质量.     

基于改进遗传算法的伺服系统自抗扰控制研究

针对传统PID控制不能满足数控进给伺服系统对控制性能的要求,提出将自抗扰控制器引入伺服进给系统的设计方法,采用改进遗传算法对自抗扰控制器参数进行整定优化。仿真结果表明采用改进遗传算法优化的伺服进给系统自抗扰控制器具有良好的控制性能和鲁棒性,所提出的数控伺服系统自抗扰设计方法有效可行。     

通用数控代码编译系统研究与实现

针对目前数控代码编译系统专用性及难维护等局限性 ,提出一种应用专用编译工具开发通用数控代码编译系统的方法。将高级语言式编译技术引入到数控代码编译过程中 ,应用专用编译工具LEX&YACC进行编译程序设计与开发 ,对传统数控代码编译技术加以扩展 ,将代码转换增加到其中 ,提出了系统定制的方法 ,从理论上建立了一种新的数控代码编译模式。提出“分层递进”树型数据处理模式和面向对象通用编译器设计方法 ,可对系统定制进行有效维护 ,保证系统运行的稳定性及可靠性。     

基于VC和OpenGL实现虚拟数控铣床及加工过程

提出将虚拟现实技术应用于数控铣削加工仿真系统中,以Visual C 为开发平台,在虚拟场景中,根据数控铣床的结构特点和主要组成单元,以FANUC数控系统为背景,利用OpenGL技术构建出三轴数控铣床的三维虚拟模型,并设计出相应的数控铣削加工仿真系统,详细介绍人机交互界面和数控加工程序执行过程的实现方法,并给出逼真的仿真实例,效果较好,可以应用于数控加工程序的验证、数控技术的教学和培训等场合.     

基于图像数据的数控自动编程系统研究与开发

在分析基于图像数据的数控加工技术特点基础上,综合运用信息技术、计算机视觉技术和图像处理技术,开发了基于图像数据的数控自动编程系统。该系统采用链码跟踪方法记录图像的边缘轮廓,通过数学形态学方法进行缺陷修补,基于由阴影恢复形状(SFS)方法获取图像的三维形状信息,同时,结合数控加工的特点,采用适应性包容盒方法实现图形的矢量化处理。给出了系统开发关键技术的实现方法。实例表明,该系统为实现基于图像数据的数控加工提供了条件。     

基于Cimatron E 9.0和Siemens 802D数控系统的后置处理研究

将后置处理后的文件编辑、转换为适于特定数控系统的NC代码文件是交互式图形编程的关键。在对Cimatron E 9.0软件的后置处理模板文件进行分析的基础上,针对Siemens 802D数控系统的特点,对基于Cimatron E 9.0和Siemens 802D数控系统的后置处理问题进行了研究,给出了Siemens 802D系统后置处理模板文件的设置方法以避免对NC程序的重复修改,提高程序质量与编程效率。     

基于故障树分析法的数控系统可靠性研究

基于故障树分析法的基本原理,根据数控系统故故障统计数据,建立了数控系统故障树和失效模型,采用最小割集法进行了定性分析,给出了数控系统有效度的计算方法,探讨了一种基于故障树分析的数控系统可靠性研究思路。     

基于专家系统的数控刀具选配系统的研究

在数控刀具选配实现过程中,采用专家系统的基本原理,使数控刀具选配更加方便与简洁。本文详细研究数控刀具事实库、规则库以及数控刀具选配系统推理机的设计方法,并建立了基于专家系统的数控刀具选配系统模型。最后提出数控刀具选配方案的评价方法。     

高速数控切削技术的分析与研究

本文介绍高速数控切削加工技术,分析了提高进给速度与加速度的方法以及高速数控切削加工对数控系统与机床的要求。应用高速数控切削加工实例,论述了模具高速数控加工中的问题与基本策略。     

基于PMAC的开放式多轴联动数控系统研究及应用

基于PMAC可编程多轴控制器的开放性特点,分析并构建了多轴联动数控系统的软硬件结构,并将其成功应用于普通立式铣床的数控改造,实现了基于PMAC的开放式五轴联动数控机床的控制。实践证明,该方法有效可行,为开放式多轴联动数控系统的进一步研究提供了有效途径。     

基于特征的数控刀具分类体系及编码系统研究

通过对数控刀具相关信息的分析,明确了数控刀具典型的工艺特征、公共特征和固有特征,并依据数控刀具的相关特征构建了完善的数控刀具分类体系。同时,结合数控刀具管理的相关信息和实际需求,分析了数控刀具型号代码在实际刀具管理过程中的不适用性,并采用字母、数字以及数控刀具特征信息相结合的柔性编码方式,研究开发了一套包含数控刀具典型特征信息和管理信息的数控刀具选择与管理编码系统。该系统为在实际生产中实现数控刀具的合理选择和有效管理提供了参考和依据,也为企业开发自己的刀具管理系统提供了可行条件。     

数控车削虚拟仿真系统代码编译器的研究与开发

介绍了数控加工虚拟仿真系统NC代码编译器的功能以及编译器总体结构;针对编译模块,阐述了NC编译器对NC程序进行检查的解释-编译算法及其实现过程;探讨了基于Visual C++环境下的数控加工虚拟仿真系统对NC程序编译的实现过程和NC程序加工仿真的实现过程以及两者之间的接口问题.该编译器不仅能满足数控加工程序正确性检查的需要,而且具有良好的实用性.