基于非均匀有理B样条的凸轮轴插补算法

针对高速加工高精度凸轮轴的需求，应用非均匀有理B样条的方法，提出了凸轮轴实时插补算法。该算法通过插补预处理，合理的近似计算，大大减小了插补计算时间；并且引入插补误差和进给步长自适应控制，从而实现了凸轮轴的高速高精度加工插补控制。     

高精度数控机床非均匀有理B样条曲线插补控制研究

在复杂曲面数控加工中,经常应用非均匀有理B样条曲线。介绍了非均匀有理B样条曲线插补原理,分析了传统非均匀有理B样条曲线插补方法,即泰勒展开法,确认泰勒展开法在计算精度和时效性等方面存在不足。针对泰勒展开法存在的不足,提出采用割线法进行非均匀有理B样条曲线插补。介绍了割线法插补原理,分析了迭代运算初值及终止判定问题。通过对比确认,割线法求解时间短,精度较高,可以满足高精度数控机床非均匀有理B样条曲线的插补控制要求。     

基于B样条的弧面分度凸轮的设计与制造技术

介绍了一种新的基于B样条曲线的弧面分度凸轮集成设计与制造技术,给出了两种构造凸轮从动件运动特征曲线的方法--优化设计法和拟合法.讨论了用它们构造凸轮运动曲线的特点和注意事项,提出了用B样条插补加工弧面分度凸轮的方法,并开发了相应的设备,给出了实验结果.     

基于速度平滑控制的高效非均匀有理B样条曲线插补算法

为提高曲面加工的质量和效率,提出了一种基于冗余误差和速度平滑控制的非均匀有理B样条曲线插补算法.该算法先按照曲率大小将非均匀有理B样条曲线分段,再根据数控机床最大加速度调整分段.消除了曲率突变对加工的负面影响.同时为每个分段分别设置合适的编程进给速度,提高了加工效率.最后提出两段速度平滑控制方法,使速度过渡更为平滑.模拟试验证明了该算法的有效性.     

基于高阶非均匀有理 B 样条插补的多轴运动控制方法研究

针对传统多轴运动控制系统在作业中存在轨迹转折处不平顺、加速度和加加速度切换不平滑产生变速冲击以及轨迹不能进行局部修改的问题,提出了一种基于高阶非均匀有理 B 样条插补的多轴运动控制算法。首先,构建五次非均匀有理 B 样条插补算法,对样条曲线数据进行预处理,根据非均匀有理 B 样条曲线反算出控制点并生成控制多边形;其次,利用 MATLAB 构建多轴机械臂和高阶非均匀有理 B 样条插补算法模型,通过给定型值点进行轨迹规划仿真。仿真结果表明:基于高阶非均匀有理 B 样条的多轴运动控制插补方法相对于低阶非均匀有理 B 样条曲线轨迹更圆滑,末端更能高效平稳地到达给定目标点;速度、加速度和加加速度的过渡更加平滑减少机械磨损,从而提高了运动的平稳性;并且该方法还能够对运动轨迹进行局部修改,提升了多轴运动控制的作业质量。     

基于冗余误差控制的非均匀有理B样条曲线插补算法研究

提出了一种能有效控制冗余误差的非均匀有理B样条曲线插补算法.该算法综合了等弓高误差插补算法和恒定进给速度插补算法的优点,小曲率情形时在保证加工精度的前提下,通过引入进给倍率因子,增大进给速度以改善误差过度冗余;同时在大曲率情形下,可控制弓高误差在限定的误差范围以保证轮廓精度.这样既可保证轮廓精度,又可提高加工效率.仿真实例证实了该插补算法的有效性和可行性.     

非均匀有理B样条曲线直接插补进给速度规划

在非均匀有理B样条直接插补算法中,为了提高插补实时性、克服前瞻规划算法的缺点,提出了基于进给速度预处理曲线的进给速度规划方法.该方法在插补前,通过建立进给速度预处理曲线来取代非均匀有理B样条曲线实时插补进给速度规划的前瞻算法.在速度规划过程中,为了防止进给加速度和加加速度超过机床性能要求,在曲线曲率变化较大的区域,采用基于逐点比较计算的方法规划每个参数点处的进给速度.通过MATLAB仿真表明所提方法具有较高的加工精度、良好的进给速度平滑效果和实时插补性能.     

三次均匀有理B样条曲线插补算法的研究

插补算法是机器人系统实现运动控制的核心模块,对三次均匀有理B样条曲线的插补算法进行了研究.基于三次非均匀有理B样条曲线(NURBS),得出三次均匀有理B样条曲线的表达式.反算B样务曲线的控制顶点中发现规律,采用一种简单快捷的方法求取控制顶点,这使插补算法计算简单,更易于计算机编程.并且在算法中考虑到运动控制加减速的问题,这使插补算法符合实际,实用性强.最后采用三次均匀有理B样条曲线对螺旋线进行插补,仿真结果良好.     

基于前瞻算法的高效非均匀有理B样条曲线插补器

根据计算机数字控制系统的实际性能和非均匀有理B样条曲线的几何特性,设计了一种能够实现加速度平滑过渡的高效非均匀有理B样条曲线插补器。首先,该插补器利用快速插补计算模拟实际加工过程,找到加速度不连续的点;然后,采用S曲线加减速方法向后逆求减速点,并通过约束速度和加速度的方法,预估S曲线加减速第三阶段起点,不仅提高了所求减速点位置的精度,还实现了减速点处加速度的连续性。仿真结果表明,该插补器能在保证加工精度的前提下,以较高效率实现加速度的平滑过渡。     

基于遗传算法和非均匀有理B样条表达的产品外型创新设计

为更直观地进行产品外型的创新设计,将遗传算法与非均匀有理B样条表达方法相结合,提出一种产品外型创新设计方法.定义了同类型产品,并基于非均匀有理B样条理论提出一种适用于同类产品外型的统一表示方法.该方法把产品外型的约束条件分成绝对约束和相对约束,分别代表必要的几何约束和客户需求.应用遗传算法作为进化过程,得出一种产品外型创新设计的实现算法.以汽车前引擎盖外型的创新设计过程为例,对该算法进行了验证.实例结果表明,该算法可以快速有效地实现产品外型的创新设计.     

基于Pro/E的空间分度凸轮精确建模与加工

建立了空间分度凸轮的从动滚子中心线轨迹方程,利用Pro/Engineer软件提供的“方程式”和“加厚”功能,生成凸轮的理论廓线,实现了空间分度凸轮的三维数字化精确建模.采用Pro/NC模块的4轴轨迹加工方式对凸轮沟槽进行数控加工与模拟,提高了空间分度凸轮数控加工的精度和效率.     

空间凸轮机构的解析设计及其CAD

研究了空间凸轮的运动规律及其轮廓曲面的设计，导出了相应的数学方程，并由此建立了ＣＡＤ软件系统。该软件用Ｃ＋＋语言开发，使用了流行的对话框技术，在ＡｕｔｏＣＡＤ１２．０环境下运行，集设计、计算、绘图于一体。     

基于Pro/ENGINEER的高精度盘形凸轮造型设计

凸轮是广泛使用的传动机构,传动的图解法不能精确描述凸轮轮廓曲线。选用Pro/E野火软件,依据从动件运动规律,通过方程精确建立曲线和图形基准,采用可变截面扫描指令和关系式,确定图形基准函数和凸轮轮廓的对应关系,设计出三维的凸轮实体零件。实践证明,该方法能实现凸轮的高效、高精设计,能广泛应用于实际生产中。     

节点矢量影响NURBS曲线的规律研究与应用

以非均匀有理B样条（Non uniform rational B-spline, NURBS）曲线理论为基础,证明修改节点矢量对NURBS曲线的影响具有局部性,推导修改节点矢量引起的NURBS曲线变化量的计算式,提出修改节点矢量影响NURBS曲线的一般规律。对计算机辅助图形设计（Computer aided geometric design, CAGD）中曲线局部修改的实例进行试验研究,证明了修改节点矢量可以实现对NURBS曲线的局部修改,实现曲线交互式设计。对NURBS插值曲线节点因子调节法中航空压气机叶片边缘测量的实例进行了试验研究,证明可以获得拟合误差最小的叶片型面测量点NURBS插值曲线。试验研究证明所提出的“节点矢量影响NURBS曲线的一般规律”是正确的和可行的。     

空间凸轮机构压力角自动求解的一种新方法

在凸轮廓面自动综合基础上 ,提出空间凸轮机构压力角自动求解的一种新方法。该方法在凸轮廓面数值自动综合的过程中获得接触点上的法矢 ,从而同时求得该位置的机构压力角。这种方法将各种类型凸轮机构的压力角求解按从动件运动方式统一起来 ,为凸轮CAD系统的构建提供了一致的求解模型 ,避免了廓面解析公式和压力角公式的繁琐推导。     

基于解析法的凸轮轮廓曲线计算机辅助设计

在凸轮轮廓曲线设计中,应用解析法,求出凸轮轮廓线的方程式。利用UG软件的表达式工具和规律曲线功能来生成 凸轮轮廓曲线,提高了设计效率和精度,体现了参数化设计的思想。     

基于运动仿真的双层凸轮曲线设计与分析

在分析凸轮曲线传统设计方法的基础上提出了新的设计理念,运用Autodesk Inventor设计软件中的运动仿真模块进行零部件的三维动态模拟,将形成的运动轨迹曲线转化成草图并修剪得到凸轮曲线.经设计加工出来的凸轮机构在多台回转式贴标机上生产运行后,证明了运用运动仿真来设计双层凸轮曲线方法的可行性与正确性.     

盘形凸轮轮廓曲线的参数化设计

本文介绍运用UG软件建立参数表达组,进行盘形凸轮轮廓曲线参数化设计。介绍了构建盘形凸轮轮廓曲线参数化设计的步骤及构建凸轮设计参数表达式主要依据。阐述了由S-Q函数建立各参数表达式组方法、各变量的含义及参数化凸轮轮廓曲线的创建方法和步骤。     

基于用户宏程序的盘形凸轮加工

手工编程和计算机辅助编程都不适合凸轮的数控加工编程,采用宏程序编程可以简单、高效地完成凸轮加工。