复杂母线旋转体工件磨削加工的插补模型及算法研究

复杂母线旋转体工件磨削加工是数控磨削加工研究的热点之一。因此,利用圆弧样条插补和圆弧插补相结合的方法,建立复杂母线旋转体工件磨削加工的插补模型和求解算法,设计复杂母线旋转体工件磨削加工的插补方案,分析其加工误差。实例仿真研究验证了插补模型和算法的合理性与可行性。     

任意凸轮曲线的高精度等速CNC磨削

基于凸轮磨削过程中恒磨削力要求恒线速度的加工机理,通过三次参数样条方程得到凸轮的理论曲线,采用微直线段取代微弧进给,得到砂轮轴心轨迹曲线的插补方法。分析了凸轮磨削精度、进给速度与插补参数之间的关系,实现凸轮曲线的高精度等速实时插补。该方法还可以推广到一般加工平面封闭曲线的CNC机床。     

数控插补方式实现外球面高精度磨削的方法

针对高精度、高硬度球面加工难的问题,提出一种数控插补方式实现外球面高精度磨削的方法,利用数控外圆磨床的高精度圆弧插补功能,在通用数控外圆磨床上、使用普通砂轮实现高硬度外球面的高精度磨削。论述了外球面数控插补磨削的原理,优化了对刀方法,通过自动"修整-磨削-修整"来减小砂轮磨损的影响,自主编制开发了一套参数化的球面磨削程序,集成球面磨削的全过程,实现了磨削过程全流程数字化,最后采用此方法磨削硬度为HRC60的球形零件,球面轮廓度达0.002mm、粗糙度达Ra0.15μm。     

复杂曲面加工中等距双NURBS刀具路径高效插补方法

为降低复杂曲面加工中采用相同节点向量生成等距双非均匀有理B样条(NURBS)刀具路径的插补误差并提升插补实时性,提出一种基于改进协同进化遗传算法及三阶导出Newton型参数计算的双NURBS刀具路径插补方法。基于误差控制选取部分刀具中心点和刀轴点离散数据,并采用同一节点向量构造双NURBS曲线,利用协同进化遗传算法调整刀轴点曲线的权重值,以降低曲线的拟合误差从而提高插补精度。实际插补时,采用三阶导出Newton方法提高插补参数的计算精度,以进一步降低插补误差,减少参数计算时间。仿真实验表明,与其他方法相比,该算法能够有效降低插补误差、提升插补实时性。     

非圆曲线参数自适应插补算法研究

插补算法是数控技术的核心。在研究等参数直线插补的基础上,提出一种参数自适应插补算法,并给出该算法的原理和算法流程图。该算法提出了参数中间点的概念,以参数中间点到插补直线的距离作为插补误差,通过控制参数增量的大小,来实时控制插补误差。将此算法应用于椭圆曲线的加工中,通过分析得出该算法能提高插补误差的均匀性,提高加工质量,且对参数变量的选择没有限制,具有较好的应用性、适用性和推广性。     

参数曲线的恒速通用插补原理与实例分析

阐述了参数曲线恒速插补的通用原理,同时讨论了廓误差近似计算方法。以摆线为例推导了相庆的插补公式和轮廓误差近似计算公式。最后通过VISUAL LISP编程进行插补模拟,表明该插补原理具有无累计误差、恒速进给以及轮廓误差易于控制的特点,而且该算法插补功能的开发和应用前景十分广阔。     

切点跟踪磨削技术综述

切点跟踪磨削技术是一种通过控制工件的旋转轴和砂轮的进给轴联动,使砂轮与被加工表面始终保持相切的磨削技术。从各种切点跟踪磨削的运动模型出发,阐述了变速曲轴回转的控制方法、加工误差产生的原因和补偿方法的研究现状,以及机床设计,电气系统与控制软件开发,编程插补,工艺参数智能决策和自动定位等相关技术的研究现状。并指出恒当量磨削和恒线速度磨削,在砂轮转速远大于曲轴转速的情况下,两者等效。指出砂轮半径变化引起的加工误差,是在已经进行半径补偿的条件下得到的。     

基于Hamming法的新型NURBS曲线插补算法研究

针对零件曲线曲面加工过程中,传统插补方法逼近误差大和速度进给波动大等众多缺点,对NURBS曲线的插补原理、速度规划、插补参数计算等方面进行了研究,对弓高误差、法向加速度、进给加速度过大的情况进行了考虑,提出了一种基于Hamming法的新型NURBS曲线插补算法,对基于Hamming法线性递推得到的参数预估公式进行了具体说明,对基于Lagrange的参数校正机理进行了详细阐述,最后使用Matlab软件对此插补算法进行了实例仿真。研究结果表明,该算法简化了参数插补的计算,保证了插补的实时性;同时提高了插补精度,在限制加速度及速度波动方面具有很好的效果。     

切点跟踪磨削法磨削曲轴零件的若干问题探讨

分析了曲轴零件的切点跟踪磨削法的磨削运动特点，建立了恒磨除率磨削条件下连杆颈加工的数控2轴联动的数学模型；分析了由于砂轮半径变化带来的加工误差、数控插补误差。     

CNC系统中三次B-样条曲线的高速插补方法研究

基于参数方程的矢量表示方法,导出CNC系统中三次B－样条曲线的一种高速插补算法。该算法不仅理论上可使所有插补点落在曲线上,而且由于实时插补过程中只有加法运算,因而插补速度极高,基本上适用于任何硬件环境。误差分析表明,只要合理选择参数增量,总能保证插补的弓高误差满足加工精度要求,总能控制机床的实际运动速度满足程编要求。     

三点圆法参数自适应插补算法

以三点定圆替代传统的二点定线,以圆弧插补替代直线插补,以参数中间点替代极值点,简化插补误差的计算,通过控制最大插补误差来修正插补参数,实现参数的自适应.解决了三点圆法插补过程中圆弧顺逆判断、插补误差的计算.编写算法流程框图,并以椭圆曲线为例进行程序的编制和验证.通过分析可知,该算法能减少插补节点,提高插补质量和插补效率,具有较好的应用性、通用性和推广性.     

基于误差控制的NURBS曲线预估-校正实时插补技术的研究

针对传统直线逼近曲线插补方法引起进给速度不恒定而导致加工精度变差的问题,提出了一种基于误差控制的NURBS曲线预估-校正实时插补方法,并通过仿真分析了在NURBS曲线实时插补中,影响插补精度的参数以及影响的程度.     

基于参数方程的抛物线插补方法

基于参数方程，推导出了CNC系统中抛物线插补的一种方法，并对该算法进行了实时性和误差分析。结果表明，该算法具有较快的插补速度，能获得任何要求的插补精度。     

用于随动控制的直接函数插补算法

提出一种用于随动控制的直接函数脉冲增量插补算法,适用于以参数方程表示的曲线的插补计算。由于考虑了随动控制的特点,并采用了插补误差的控制技术,该算法具有计算公式简单、函数计算次数少和插补误差可控的优点。应用实例表明,该算法可用于ＣＮＣ系统的实时插补。     

一种简化计算的S型加减速NURBS插补算法

针对目前NURBS曲线插补中加减速控制方法不足的问题,实现了加工过程中进给速度的平滑过渡,提出了一种新的NURBS曲线插补方法,包括速度规划和实时插补两个方面。速度规划采用了一种基于曲率自适应的简化计算的S型加减速方法,并结合"双向插补"的思想实时预测减速点,防止产生过大的弓高误差;实时插补则利用Muller插值和Newton迭代法计算了下一周期的插补参数,进而求出了下一时刻到达的空间坐标点。最后与已有插补方法进行了仿真分析比较。研究结果表明,该方法能保证加速度连续和加加速度有界,有效减少弓高误差和进给速度波动,提高机床运行的平稳性。     

机器人砂带磨削路径优化插补算法

为解决经典泰勒插补算法生成的加工轨迹在加工中产生的过切问题,在机器人打磨离线编程系统上进行了机器人打磨路径插补算法的研究。通过对比各种路径刀位点生成方法,提出一种改进的泰勒插补算法。该算法在加工路径曲率变化较大的区域刀位点自适应地致密,避免了弓高误差超差引起的过切;当加工路径较为平滑时,刀位点稀疏,保证加工效率。通过设计优化算法与经典算法的对比磨削试验,验证了该插补算法的有效性。     

多面形非圆曲面数控磨削加工实时插补方法研究

对任意n面形非圆曲面数控磨削加工控制与实时插补方法进行了系统研究，建立了多面形非圆轴孔连接数控磨削加工运动控制模型。提出一种多坐标联动基于圆心角分割的轨迹实时插补算法，给出了按型面曲率变化保持磨削表面速度均匀的进给速度实时自调整方法，成功地解决了多面形非圆曲面数控加工轨迹实时插补技术问题。     

平面和空间螺线的恒速插补算法

基于参数曲线恒速插补机理分析,建立了平面和空间螺线的恒速插补算法,讨论了插补误差及其有效近似计算,通过AutoLISP编程进行实例插补模拟。结果表明该插补算法无累计误差,具有恒速进给、插补精度易于控制等特点,便于现代通用PC微机数控系统进行开发和应用。     

对两种常用插补方法的改进

本文对在数控机床中常用的数字积分法插补运算及逐点比较法插补运算提出了改进意见,并给出了改进后的运算流程框图。用改进后的数字积分法插补圆弧,可以显著减少插补轮廓误差,而改进后的逐点比较法,不论是插补直线或插补圆弧,其插补轮廓误差均小于0.5脉冲当量,这是一种运算简单且速度较快的最小偏差插补方法。全部改进方案,均已在微型计算机上验证通过。     

摇摆式凸轮轴数控磨削插补算法及控制策略研究

根据摇摆式凸轮轴磨削运动几何原理 ,提出了一种多约束凸轮轴凸轮型线数控磨削插补技术 ,建立了以凸轮矢角θ为参变量的插补算法模型。给出了插补过程与实时伺服相分离的前后台式控制策略思想 ,并验证了插补算法的精度和效率 ,为研制摇摆式凸轮轴数控磨床提供了理论参考