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。     

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.     

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。     

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。     

基于非均匀有理B样条的空间凸轮设计

针对高速传动空间凸轮在使用过程中存在的平稳性降低、噪声增大、磨损加剧等问题,提出一种新的基于非均匀有理B样条(Non-uniform rational B-splines, NURBS)的空间凸轮设计与加工技术,利用NURBS曲线拟合修正正弦曲线构造从动件运动轨迹曲线,利用单参数曲面族包络原理设计空间凸轮沟槽廓面,借助数控机床的NURBS插补功能实现空间凸轮的高精度光顺加工。实践证明,NURBS方法比常用的修正正弦方法设计得到的从动件运动规律曲线(包括位移、速度和加速度曲线)光顺性更好,NURBS插补方法比常用的直线或圆弧插补方法加工得到的空间凸轮噪声更低。因此,基于NURBS的空间凸轮设计方法简单易行,用该方法制造的空间凸轮在高速传动时具有传动平稳、噪声低、使用寿命长等优点。     

准均匀B样条的插补算法及段间过渡研究

主要研究了一种基于完整准均匀B样条的直接插补算法.首先用差分法预估曲线参数,并用自适应调整参数和步长的方法对预估的参数进行调整以满足步长恒定或弓高误差的要求.接着着重讨论了这种基于准均匀B样条曲线插补算法的参数方程的选择和段间过渡问题.因为B样条曲线是有多段曲线拟合而成的,插补计算时段间的平滑过渡是十分重要的.最后用程序实现了插补算法,并给出了程序的测试结果.     

NURBS曲线高速高精度插补及加减速控制方法研究

为满足非均匀有理B样条曲线高速高精度插补加工的需要,针对目前参数曲线插补加减速控制方法的不足,提出了一种新的控制方法.该方法考虑了高速高精度加工中容易超限的弓高误差和机床所能承受的法向加速度等因素,使进给速度既符合加减速的要求,又能随曲线曲率自适应调整,因而可在提高轮廓加工精度同时,显著地减小加工过程对机床的冲击.同时,采取了改进、简化算法,实现了快速、实时自适应的非均匀有理B样条曲线插补的加减速控制.实例表明,该方法在实时插补过程中,满足了速度和加减速的要求,保证了插补加工的高速与高精度,且实现了速度的平滑过渡.     

数控机床零件轮廓加工精度的分析与控制

数控机床进行工件轮廓加工时,各个进给轴的跟随误差对合成轮廓误差有很大影响。以数控机床系统特性出发,分析了跟随误差产生的根本原因,论述了在加工直线轮廓时跟随误差与轮廓误差之间的关系,推导出了具体的计算公式,并提出了采用单轴高精度复合控制的方法减小跟随误差,从而进一步提高工件轮廓加工的精度。实践证明,该方法具有一定的可行性。     

基于Web的数控机床远程控制系统

提出了一种基于Web的数控机床远程控制系统，采用Active X技术编写了实用的机床远程控制系统软件。该系统中的机床可以从远程计算机接收和传送程序、查询程序目录，并将其应用于实际企业，取得满意的效果。     

数控机床数字积分插补法的改进

对目前数控机床普遍采用的传统的数字积分插补法进行了分析，指出了其在插补圆弧时存在的不足；对传统的插补方法进行了改进，改进后的数字积分法在作圆弧插补时的实际误差小于1个单位。     

数控机床的高速高精度轨迹控制技术

采用高频高分辨率采样插补生成刀具运动轨迹，和通过新型全闭环位置控制保证希望轨迹的准确实现，并以数字化信息传递实现系统的有效集成，由此构成的高速高精度轨迹控制系统已在多种国产数控机床上进行了应用，取得了良好效果。     

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。     

高性能数控机床交流主轴驱动系统

介绍一种双微机控制的高性能交流主轴驱动系统。该系统以８０Ｃ１９６ＭＣ－８０Ｃ１９６ＫＣ双单片机为控制电路核心,采用先进的智能功率模块作为功率开关元件组成交直交电压型主回路,控制长法采用转差频率式矢量控制,并具有功能齐全的检测与保护电路。实验结果表明该系统具有良好的静态和动态性能。     

数控技术和机床数控化改造

研究了我国数控技术和数控机床的现状和发展趋势,提出了我国机床数控化改造的对策。     

交叉耦合算法的超精密数控机床伺服控制

超精密加工的轮廓精度控制直接影响到工件的加工精度,交叉耦合控制算法通过对两轴进行协调而影响轮廓控制精度。文章在分析超精密数控机床误差模型的基础上,将变增益交叉耦合控制算法引入超精密空机床的伺服控制,实验结果表明：变增益交叉耦合控制算法可以在不改变位置环的情况下,有效地提高系统的轮廓精度。     

CNC机床中的NURBS插补

基于ＮＵＲＢＳ的表达方法，构造了ＣＮＣ系统中实现ＮＵＲＢＳ插补的快速算法。     

数控系统快速响应技术

在生产制造全球化,制造产品需求多样化的趋势下,制造企业必须具有快速响应市场的能力。高速切削技术为制造企业追求“快速,低耗和高品质”提供了新的支持。本文重点分析了适应高速切削的CNC控制装置所应具有的技术特点:1)以小直线段连续加减速为核心的速度控制技术;2)适应速度预测的“超前读”技术;3)适应于高速插补的控制系统体系结构。基于对上述技术的研究,作者实现了适应于高速切削的控制器,实现了最高速度大于100m/min的插补速度。该系统成功应用于加工轮胎模具的专用铣床,实现了高速高精度的模具制造。