数控加工仿真中自由曲面的碰撞干涉检验

碰撞干涉检验是数控加工仿真的主要目的之一.文章解决了数控加工仿真中的自由曲面碰撞干涉的问题:把碰撞干涉分为四种情况,对其分别提出不同的检验方法,并阐述了具体的解决方案.这些方法对3-5轴数控机床均适用.其中提出的刀具与曲面全局干涉的检查算法解决了求曲面到刀具最小距离的问题,即根据曲面到刀轴最小距离判断刀具是否与曲面发生干涉.     

自由曲面数控加工智能选刀方法的研究与开发

由于自由曲面的几何复杂性,其数控加工的刀具干涉判别和刀具选取往往依靠数控机床编程工程师的经脸,致使加工的安全性、精度、效率及可靠性得不到有效保证.采用改进的遗传算法获取自由曲面的点云数据,在自主开发的系统中重构自由曲面.研究自由曲面加工刀位面生成的几何机理,根据刀具类型和几何尺寸,自动生成自由曲面数控加工的刀位面,可视化判别是否发生刀具干涉.将改进的快速排序算法应用到智能选刀模块,通过对常用类型和尺寸的刀具进行干涉排查,在避免干涉的前提下,智能选取最优化的加工刀具.对三种加工方案进行了测试,验证了智能选刀方法的正确性.     

基于遗传算法的曲面加工优化双刀具选择算法

针对球头刀加工自由曲面时的局部干涉影响曲面加工效率问题,提出了优化双刀具选择算法。基于曲率模型求取无曲率干涉加工自由曲面的最小刀具尺寸,给出对应不同尺寸刀具划分自由曲面干涉区域和非干涉区域,等面积平面近似曲面计算刀具路径总长度计算方法,基于遗传算法求解由刀具尺寸与刀具路径长度建立的双刀具选择模型。验证实例表明该算法能够显著提高自由曲面加工效率。     

基于砂轮包络廓形的复杂曲面磨削刀轨计算

复杂曲面数控磨削是一种重要的精加工手段,但当前都是采用砂轮的理论廓形进行编程。砂轮制造误差和磨损对加工精度影响较大,砂轮修形精度要求较高。提出基于砂轮包络廓形的复杂曲面精加工技术,其原理是通过检测砂轮发生包络作用的实效廓形,并采用最小有向距离算法进行基于砂轮包络廓形的复杂曲面数控加工刀位轨迹计算。在砂轮磨损后可以通过重新测量其包络廓形,按照磨损后的包络廓形重新进行刀位轨迹计算。该方法能有效的提高加工精度和加工效率,同时降低复杂曲面包络法磨削时对砂轮精度的要求。     

覆盖件模具自由曲面的三坐标快速加工算法研究

从覆盖件模具的自由曲面及快速加工的要求出发,提出了几种快速加工空间自由曲面的数控加工算法,针对不同算法的特点,指出了情况下应使用不同的刀轨生成方法,以提高加工速度。     

覆盖件模具自由曲面的三坐标快速加工算法研究

从覆盖件模具的自由曲面及快速加工的要求出发,提出了几种快速加工空间自由曲面的数控加工算法,针对不同算法的特点,指出在不同的情况下应使用不同的刀轨生成方法,以提高加工速度。     

数控加工中自由曲面干涉区域求解算法的研究

质量和效率是自由曲面零件数控加工所追求的一对相对矛盾的目标,本文就解决这一问题的自由曲面零件分片加工方法中的关键问题－自由曲面的干涉区域求取,提出了利用自由曲面的几何信息通过优化和迭代方法进行干涉区域快速跟踪求取的算法,保证了求取的快速,可靠,并通过具体的计算实例验证了算法的有效性。     

面向薄壁平坦曲面三维法向补偿方法的研究

在分析薄壁平坦曲面加工变形特点的基础上,提出基于曲面三维法向补偿的曲面重构法,首先以逆向工程将加工变形后的曲面导入计算机辅助设计软件,再以原始自由曲面为基准获得变形点在曲面法向上的反向补偿点,然后由反向补偿点插值生成相应的NURBS曲线,由NURBS曲线构建变形补偿网格曲面,并以变形补偿网格曲面代替原始曲面进行数控自动编程加工,从而实现误差补偿和数控编程一体化,进一步提高了误差补偿精度,可以有效解决薄壁平坦曲面的加工变形问题。通过实践验证了方案的有效性,此法在生产中具有很强的实用性。     

螺旋曲面数控加工的计算方法研究与应用

针对平面编程存在的不可消除的理论误差,对截面包络法数控加工螺旋面时刀触点和刀具运动轨迹的计算方法进行研究,提出了一种新的计算刀触点的“最小有向距离算法”,该算法不受初始点选取的限制,没有迭代收敛性问题,从理论上消除了加工误差,还可以推广到多轴联动数控机床。     

自由曲面数控加工走刀方向的优化研究

走刀方向对数控加工的效率有重要影响，尤其对于多曲面拼接自由曲面不规则轮廓区域的数控加工。针对现有自由曲面数控加工过程走刀方向优化研究存在的问题，提出了基于曲面数控加工区域划分的走刀方向优化策略，建立了简化的刀具轨迹计算模型和加工时间模型，并用实例加以验证，取得了满意的效果。     

基于改进遗传算法的刀具干涉检查算法研究

针对复杂螺旋面数控加工中的刀具干涉问题进行了研究,以最小有向距离理论为基础结合改进的遗传算法,将刀具干涉检查问题转化为求取目标函数的全局最优值问题,以此来进行干涉判断.通过螺杆加工实验,验证该算法的可行性与有效性.     

基于UG/Open API的齿面侧铣精加工方法研究

将自由曲面的数控加工方法应用于大模数齿面加工中,采用多轴联动侧铣完成最终齿轮表面的精加工。为了使加工中刀具切触点能够与齿面相适应、减小刀具的磨损,利用UG NX的二次开发环境,对齿面加工的走刀轨迹进行控制。仿真结果表明:该方法能够较好地解决齿面加工中切触点固定的问题,有利于延长刀具寿命,提高加工效率。     

板料零件数控渐进成形工艺研究

板料零件数控渐进成形工艺是一种通过数字控制设备 ,采用预先编制好的控制程序逐点成形板料零件的柔性加工工艺。本文就板料零件数控渐进成形工艺的成形过程、变形机理、极限半顶角等方面进行了探讨。认为 ,板料零件数控渐进成形是使板料的厚度减薄 ,表面积增大 ,靠逐次的变形累积产生整体的变形。变形区厚度的变化与成形半顶角有关 ,其中 ,成形极限半顶角是数控渐进成形能否成功的关键 ,它不仅与材料有关 ,而且与板料厚度有关。     

一种快速求取空间点到曲面最短距离的算法

求空间点到曲面的最短距离是CAD/CAM重要内容之一,它的准确性与效率直接影响系统的可靠性与实用性.通常可以采用穷举法或目标优化的方法,但对于复杂曲面数据量较大,计算工作量较大,不能满足快速高精度的要求.文章提出一种快速实用的算法,具有较高的稳定性和可靠性.该算法首先将曲面划分网格,求空间点到网格节点的距离,距离最短者作为迭代初始曲面点,然后再进行迭代精确计算.与常规方法相比,该算法计算效率高、精度易于控制,并通过实例验证了算法的有效性.     

数控加工中组合曲面的离散化

提出了一种组合曲面的离散化方法 ,该方法充分考虑了数控加工的特点和要求 ,在满足数控加工精度的情况下尽量简化离散算法以提高组合曲面离散的效率 ,从而为数控加工组合曲面的实时插补提供了坚实的基础     

基于曲面重构方法的大型叶片加工定位问题研究

大型水轮机叶片曲面翘曲,双面加工,笨重不易翻动,给其找正定位带来极大不便。长期以来,加工现场通常采用人工找正定位,其缺点是找正困难、效率低、精度差。本文通过反求工程方法将测量得到的大量离散毛坯表面数据,依据CAD模型的拓扑特征,重构毛坯表面,然后利用重构曲面与CAD模型曲面对应节点距离平方和构造目标函数,采用最小二乘法（LSQ）求解欧氏变换矩阵,从而达到毛坯加工余量均匀,实现计算机辅助定位的目的。实算证明：该方法能快速辅助找正;且对于表面质量高、边界规范的毛坯,定位比较准确。最后给出了一辅助定位实例。     

极平面内任意直线插补算法的研究与轨迹仿真

插补算法是数控系统不可缺少的关键技术之一,在金属堆焊成型机中具有重要的作用。而采用极坐标成形的金属零件具有较高的力学性能和表面光整度。有鉴于此,通过对极坐标下直线插补算法原理的研究,提出一种新的终点判断方法,解决了直线插补中特殊点可能出现的误操作问题,推导出了跨任一象限的直线插补公式。并利用上述原理和方法编写了可视化软件,对插补算法进行验证。