基于曲线重构的微段插补算法

针对传统微段加工中由于频繁加减速产生的机床振动大、加工效率低及微段节点处速度方向不连续的问题,在计算机数控中采用微段曲线重构技术,对连续微段进行实时样条重构,以实现对曲面的高速高精度插补加工.应用微段插补技术进行的样件数控加工实验中,在保证原曲线加工精度的同时,提高了加工速度.实验结果表明了算法的有效性.     

数控系统开发中样条插补的几点注记

结合样条插补及参数曲线段的若干数学性质,指出数控系统开发中采用样条插补需要注意的几个问题,并提出解决的途径。     

微小直线段的连续插补控制算法研究

提出了一种新的插补算法，实现了微小直线段的连续插补控制，在保证连接点精度的情况下，实现了轨迹连续加工，有效地提高了加工效率并改善了表面加工质量。探讨了新方案的误差及其控制方法。该算法已经在工程中得到验证。     

五轴微段平滑插补算法

在五轴加工编程中,计算机辅助制造系统对曲面加工通常采用以折代曲,采用大量的微小G01直线段来加工曲面,在曲率半径较大的工件表面会出现明显折痕,严重影响工件表面的加工质量。为提高五轴数控加工工件的表面质量,提出一种五轴微段平滑插补算法。该算法考虑五轴加工中刀位数据的量纲差异,根据相邻数据点间的线性轴长度、线性轴的夹角和旋转轴角度变化量识别五轴数控加工程序中非连续微段和连续微段加工区域。对非连续微段加工区域按照原始直线段和旋转轴直接插补,从而保证加工精度。对连续微段加工区域,先通过五维变量获取节点参数,采用最小二乘法对指令点在允许的精度范围内进行修正;对修正后的指令点采用4点构造法计算二阶切矢,根据连续微段的指令点修正值,节点参数值和对应的二阶切矢值获取二阶连续的三次样条曲线;在二阶连续平滑的曲线上进行实时插补计算,控制机床进行五轴加工。试验结果表明:通过提出的五轴微段平滑压缩算法拟合后的路径要更加接近原始的曲面模型,平滑处理过的实际工件加工表面也要优于未进行处理的工件加工表面,提高了五轴自由曲面的表面质量。     

计算机数据采样插补算法及其在现代数控系统中的应用

这里提出了一种基于计算机采样思想的数据采样插补方法。该方法是根据编程进给速度将零件轮廓曲线按插补周期将其分割为一系列微小直线段，然后将这些微小直线段对应的位置增量数据进行输出，用以控制伺服系统实现坐标轴的进给。     

基于新型代数指数样条曲线的微段加工算法

针对曲线重构微段加工中采用的样条曲线计算稳定性差、运算速度慢,且在加减速的条件下不能直接递推插补计算而造成计算效率低的问题,在计算机数控中采用基于新型插补样条的实时曲线重构与插补算法进行连续微段加工.实验结果表明,重构的新样条曲线计算速度快且稳定,可进行直接递推插补.基于新样条曲线优越性质的微段加工,在充分发挥实时曲线重构与递推插补微段加工方法优势的基础上,可以进一步提高插补计算的效率,实现对任意曲面的高速高精度插补加工.     

经济型闭环数控系统的插补方法

在改进时间分割法的基础上,对经济型闭环数控系统提出了一种适合的插补方法。该插补方法具有效率高,算法简单,容易实现多轴联动,并可以插补各种复杂曲线轮廓的特点,因而能充分发挥数控系统的效能。     

B样条曲线的实时插补

提出B样条曲线的一种恒步长插补算法,并分析了插补精度,该算法具有速度快、波动小的特点。     

高速高精度曲线重构与递推插补研究

为解决中高档计算机数控(Computer numerical control,CNC)中基于多项式基的Hermite样条曲线实时插补算法递推速度低且逼近精度较差的问题,文中利用指数函数e–t快速递推及收敛的优点,在代数指数混合空间构造新的样条曲线并给出基于该曲线的递推插补算法。应用该算法进行的插补试验中,与Hermite曲线相比,新样条曲线的递推速度提高1.7～2.1倍,同时逼近精度提高一个数量级。结果表明基于新曲线的插补算法在提高轮廓加工轨迹精度的同时,也提高加工效率,满足中高档计算机数控中样条曲线的构造要求。     

数控系统二次曲线比较积分插补算法研究

通过对比较积分圆弧插补算法进行分析与研究,得出二次曲线比较积分法插补的具体运算步骤和脉冲间隔宽度判断方法。以椭圆二次曲线第三象限顺时针插补为例,验证了插补计算的步骤和运算过程,对数控系统软件插补设计思路具有重要意义。     

基于高速均匀脉冲分配算法的数控系统精插补方法研究

在采用时间分割法插补的开环数控系统中，精插补的脉冲均匀分配是其中一项关键技术，也是技术难点。中提出的精插补算法彻底解决了精插补中任意给定脉冲数在插补周期中均匀分配的问题，可以有效的提高开环系统的性能     

Real-time PH-based interpolation algorithm for high speed CNC machining

Various methods for parametric interpolation of non-uniform rational B-spline (NURBS) curves have been proposed in the past. However, the errors caused by the approximate nature of the NURBS interpolator were rarely taken into account. This paper proposes an integrated look-ahead algorithm for parametric interpolation along NURBS curves. The algorithm interpolates the sharp corners on the curve with the Pythagorean-hodograph (PH) interpolation. This will minimize the geometric and interpolator approximation errors simultaneously. The algorithm consists of four different modules: a sharp corner detection module, a PH construction module, a feedrate planning module, and a dynamics module. Simulations are performed to show correctness of the proposed algorithm. Experiments on an X?CY table confirm that the developed method improves tracking and contour accuracies significantly compared to previously proposed algorithms.     

凸轮轮廓的数控插补算法研究

普通的数控系统只具有直线和圆弧插补功能,对于凸轮这类轮廓中含有非圆曲线的零件不能直接进行数控加工,需要先通过一定的插补拟合算法用直线或者圆弧来代替轮廓中的非圆曲线.本文重点研究了近似双圆弧插补算法的原理和控制方法,通过具体实例比较了近似双圆弧插补算法与双圆弧插补算法的优缺点.     

CNC系统数据采样插补的新算法

插补是CNC系统中重要的功能模块,插补算法的优劣直接影响着加工速度和精度.本文论述了直线和圆弧的数据采样法的基本原理插补算法及终点判别方法.利用圆的参数方程,提出了一种先计算插补点再计算进给量的新算法.最后利用LabVIEW软件进行了插补仿真,结果表明此方法大大提高了插补的精度和速度.     

NURBS曲线修正插补算法的研究

NURBS曲线插补参数递推一阶、两阶求解比较复杂,加工误差较大。本文介绍一种NURBS曲线修正的插补算法,该算法不仅满足加工对精度方面的要求,同时也满足实时性的要求。最后,通过在matlab7.0上验证该算法是正确的,符合NURBS曲线插补的要求。     

三次多项式型微段高速加工速度规划算法研究

为满足高速数控加工的要求,提出了一种三次多项式加减速控制模型.该模型能保证高速运行过程中加速度的连续,使机床运行平稳,避免产生大的冲击.针对连续微段的高速加工,建立了满足最大速度、最大加速度、几何运动轨迹及长度约束条件下的轨迹速度规划策略,并给出三次多项式型速度规划算法的实现流程图.试验结果表明,该算法能实现连续微段间进给速度的高速衔接,大大缩短加工时间并提高加工效率.该算法已成功应用于多坐标数控高速微细加工系统中.     

一种具有快速平稳特性的螺纹插补算法

数控车床加工螺纹时,螺纹插补就是主轴脉冲编码器每转脉冲数K和螺距长度P的直线插补问题。常用螺纹插补算法中。很难选取一个恒定的脉冲计数值n,以满足高速切削要求。介绍一种改进的螺纹插补算法,该算法采用可变的脉冲计数值．能达到高速切削时运行平稳的目的。     

时频测量高性能内插模块实现

精密时间间隔测量技术在许多重要领域都占据着十分重要的地位,本文实现了一种基于时间幅度转换法的高分辨力、高单次测量精密度、高采样率时间内插模块并应用于高精度时间间隔测量,其时间分辨力达到20ps以内,单次测量精密度优于8ps,采样率达到了8MHz。     

一种直线插补算法及其在机器人中的应用研究

针对基于PLC控制器的机器人实现直线插补的问题,对在降低控制器硬件配置和性能要求的条件下实现机器人直线插补的方法进行了研究,提出了一种基于等时间间隔的直线插补算法,即等时间周期法。该算法可以通过改变插补周期调整插补精度,从而改变插补算法所需的控制器运行速度和数据存储空间。在自主研发的四关节冲床上下料机器人上,采用松下FP-X型PLC作为控制器,对提出的插补算法进行了实验和验证,对插补误差进行了定性和定量分析。研究结果表明,所提出的插补算法完全能够在无插补指令的PLC上运行,并满足直线插补精度的要求,这对降低机器人的开发成本具有重要意义。