平面二次包络环面蜗轮数控加工刀具轨迹的生成算法研究

针对目前传统的包络法加工平面二次包络环面蜗轮在精度上存在不可克服的缺陷,提出以其数控加工作为对象,利用截面法生成数控加工刀具轨迹的算法,在建立啮合面方程的基础上将齿面离散化,将离散模型与设定的截平面族求交,得到刀位点的离散坐标值,为其数控加工奠定理论基础。     

刀位轨迹近似锥面投影算法及深度误差处理策略研究

利用三维CAD/CAM软件设计轮胎胎侧模具花纹,采用在平面上规划刀位轨迹、然后向胎侧模具曲面投影的方法获得实际加工刀位轨迹。为了尽量避免或减小投影后花纹变形以及保证加工深度的一致性,提出了刀位轨迹近似锥面投影算法和深度误差处理策略。并通过实际加工验证了该算法和策略的稳定性和可靠性。     

基于动态规划算法的刀具轨迹优化及实验验证

针对数控加工大型复杂毛坯件过程中出现的效率低下问题,指出空行程走刀也是其效率重要影响因素之一,提出一种基于动态规划算法调整走刀轨迹行程优化数控程序,采用仿真软件验证以提升总体效率的方法。以某型号机车转向架构架数控加工为例,创建机床MVR40的仿真模型,在虚拟加工平台上完成利用算法优化后轨迹的验证,通过对优化前后路径走刀时间的对比,缩短了整体加工时间;通过对优化后数控加工程序现场测试,验证了轨迹优化可以提高总体加工效率,为提升大型多加工面工件的加工效率提供了参考与借鉴。     

基于加速度约束等残留高度刀轨生成算法

针对传统的等残留高度刀轨规划算法加工自由曲面时刀轨不光顺问题,提出了一种基于加速度约束等残留高度刀轨生成算法。通过判断同一条刀轨相邻刀触点之间的平均加速度来调整不符合加速度条件的刀触点,从而保证刀具轨迹的光顺性。基于该算法利用VC++6.0和UG OPEN/API二次开发平台编写程序。对拟合自由曲面得到的参数曲面进行处理后,并在UG(Unigraphics NX)CAM模块进行刀路模拟。结果表明,该算法有效的改善了刀具轨迹的光顺性,得到了理想的效果。     

基于机床旋转轴角加速度的五轴加工刀轴矢量局部优化

针对现有刀轴矢量光顺方法缺少对刀轴矢量进行局部超限修正的不足,提出一种在机床坐标系下对刀轴矢量进行局部光顺的方法。通过四元数插值法,进行整个加工轨迹上的初次刀轴矢量规划,得到工件坐标系下光顺的初始刀轴矢量。以机床旋转轴角度变化最小为目标,以机床运动学性能限制为约束,求解得到超限区域。针对超限区域,以角加速度最小为目标进行局部修正。通过叶轮加工实例验证所提刀轴矢量局部光顺算法。结果表明：所提算法能够在保持原有刀轴矢量优良加工特性的同时,避免局部超限,从而达到对刀轴矢量进行局部光顺的目的。     

鼓形刀密切法加工复杂曲面刀位轨迹生成

复杂曲面加工的刀具路径规划以往多是针对圆柱刀,圆锥刀等外形相对简单的刀具。与此相比,鼓形刀曲率可以很大,位姿变换较为灵活。为扩展其在凹形曲面等直纹面侧铣加工中的应用,基于密切法加工模型构架,引入鼓形刀侧圆弧半径和纬线半径,推导鼓形刀侧铣加工刀轴矢量、刀心位置的公式表达。根据密切法加工适应判别条件,由刀具几何性质论证了鼓形刀密切法加工条件不仅与曲面曲率有关,还受刀具姿态本身影响。通过算例验证了鼓形刀密切法加工刀位轨迹生成的可行性。     

高速加工中连续微小线段的前瞻自适应插补算法

针对数控插补中离散化进给速度控制的特点,提出了一种实时的速度前瞻软件控制新算法.该算法通过采用五次样条曲线拟合对离散加工路径的分析提取高曲率点,根据加减速特性预估高曲率点处的速度,并对加工路径施加相应的运动学曲线规划,实现了加工速度自适应于加工路径的变化.应用该算法使得加工速度变化平稳.与传统控制方法相比,该方法大大提高了加工效率.     

MasterCAM在叶片泵数控加工中的应用与开发

刀位轨迹计算是叶片数控加工的关键.采用MasterCAM软件平台,基于其二次开发接口C-HOOK,以Visual C 为开发工具,以非交互方式实现了泵叶片数控加工中刀位轨迹生成的模板化.提高了叶片型面数控加工编程的效率.     

6R雕刻机器人NURBS曲面刀路规划的研究

提出了一种6R雕刻机器人NURBS曲面刀路规划方法,详细地论述了运用泰勒和坐标变换方法实现NURBS曲面刀路轨迹、切削点位、端铣刀有效加工半径及末端执行器逆运动变换的算法.为进一步运用到雕刻机器人轨迹规划或离线编程打下了基础.     

基于实时性要求的多段预读速度规划方法及实验研究

速度规划是数控加工的重要技术之一。为了解决传统的段内速度规划控制方法加工效率低、加工质量差等问题,并保证插补的实时性,以适应现代高速加工的需要,提出一种多段预读速度规划方法。本文首先推导出了转接点的速度求解方法,然后描述了多段预读速度规划方法的实施过程。实验中应用该算法,轨迹加工效率提高14．1％,且降低了粗糙度。结果表明该方法在保证转接点精度的前提下,实现了进给速度高速衔接,轨迹连续加工,有效地提高了加工效率并改善了表面加工质量。