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.     

基于Cardinal样条曲线的自适应前瞻插补算法

数控加工中的连续微小直线段的加工,主要是通过微段间连接处的速度来制约加工速度,在满足加工精度和加速度的前提下,要尽可能提高加工速度。为了减少加速度震荡,采用Cardinal样条曲线过渡的方式,通过建立拐角曲线过渡矢量模型,得出弦高误差、相邻线段长度和夹角以及过渡曲线弧长和最大曲率之间的关系,从而确定满足条件的拐角过渡曲线,并通过弦高误差和机床机械特性以及曲率确定所允许的最大加工速度。同时给出了一种基于S型加减速的自适应前瞻算法,从而实现了微段间速度的高速衔接。仿真结果表明,该算法能够提高相邻线段间的转接速度,实现速度和加速度的平滑过渡。     

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S曲线加减速的NURBS实时插补前瞻控制方法

根据现有S曲线速度规划的插补算法,对影响机床加工的各种因素进行了分析,设计了一种基于动态前瞻的预测S曲线减速点的方法,解决了传统计算减速点存在的误差问题.本算法分为预处理和实时插补两部分,在预处理中将加工曲线按曲率的变化率进行分段,按段的类型进行实时插补,并且在段内进行动态前瞻,预测S曲线第三阶段起点.仿真实验结果表明,该插补算法能够在保证加工精度的前提下,实现速度和加速度的平滑过渡.     

基于IPC的多幅面组合雕刻算法的研究

目前市场上雕刻机CAD/CAM系统多局限于平面雕刻或曲率变化不大的三维曲面雕刻.针对此现状,提出了一种基于IPC的多幅面组合雕刻算法.该算法能够将多种格式图形数据计算转化成加工流程所需的矢量参数以用于G代码的生成,实现了在曲率变化较大的多幅面组合工件表面进行连续雕刻的功能.     

实时前瞻功能的NURBS动态插补算法

提出了一种具有实时前瞻性的NURBS动态插补算法。该算法能够在满足精度要求和电机性能要求的前提下,根据曲线曲率变化,以最佳速度进给;该算法具有实时前瞻性能,能够完成加减速的前瞻处理;该算法具有进给速度快,速度波动小的优点。     

用于自由曲面模具零件的等离子束表面处理机器人轨迹生成研究

为了满足等离子束表面处理的工艺特性要求,提出了一种基于等残余高度法改进的初始轨迹迭代优化算法,介绍了等离子束表面处理机器人系统以及轨迹自动生成和工艺参数模块,再分析轨迹规划的拓扑结构和工艺参数,接着提出改进的轨迹优化算法,该方法综合考虑自由曲面曲率、轨迹间距等多种因素,相较于一般的轨迹规划算法,能在保证加工效率的基础上有效提高表面加工质量。     

一种高速加工平滑运动轨迹自适应算法

提出一种基于多项式曲线的机床运动轨迹自适应控制算法.该算法克服了直线、指数、三角函数和S曲线加减速方法的不足,能够保证机床在高速运行过程中速度、加速度和加加速度均连续有界,运动平滑,避免冲击和震动;给出了在进给电动机额定转矩、额定转速、系统加速度和机床路径曲率约束下,核算机床最高允许进给速度的方法;提出了根据机床行程大小按运行时间最短确定机床运行方式的速度变迁控制策略.该自适应算法简单实用,可用于高速加工系统及CAM软件开发中.     

数控机床动态轨迹误差仿真与优化研究

在介绍数控机床加工轨迹运动控制原理的基础上,对数控机床动态轨迹误差进行了仿真研究,得出数控机床动态轨迹误差与拟加工曲线的曲率和机床进给速度相关的结论。在待加工的工件几何曲线曲率已定情况下,提出了变进给速度的数控机床动态轨迹误差优化策略,仿真结果表明:该控制策略能够有效地减少机床动态轨迹误差量,提高相关轨迹曲线的加工精度。     

一种机器人末端执行器的姿态控制算法

利用工业机器人实现飞机零部件自动制孔时,由于产品大多曲率大,且形状不规则,末端执行器很难用一种姿态完成加工。提出一种末端执行器加工姿态的初步控制算法,优化机器人制孔姿态,防止加工过程中出现碰撞干涉等情况,并基于DELMIA软件搭建了机器人制孔仿真平台,验证了该算法的可行性。     

CNC系统刀具半径补偿功能的实现

介绍了CNC系统中刀具半径补偿的原理，提出了完整的几何转接分类算法，用VB6．0开发刀补算法程序，实现了平面轮廓的刀具半径补偿功能，该算法效率高，能够满足CNC加工的需要。     

螺旋锥齿轮端铣加工刀位计算方法

针对螺旋锥齿轮在数控加工中心上加工效率低的问题,提出利用盘状铣刀对螺旋锥齿轮进行端铣的加工方法.由螺旋锥齿轮齿面及刀具的几何特征,调整铣刀与被加工齿面的相对位置,使齿面与刀具包络面的法截面相对法曲率最小,增大切削带宽,同时控制刀轴矢量调整切削深度避免加工干涉.最后将规划的加工刀位转化到数控机床轴上,利用VERICUT进行加工仿真验证该方法的可行性与正确性.     

基于摆线旋分原理的飞刀加工及其刀具的结构设计

滑块槽和倒锥是汽车同步器齿套的主要部位,由于属于内表面且表面形状略复杂,因此属难加工表面。首先介绍了滑块槽加工的国内外加工现状和基于摆线旋分原理的加工方法,从数学模型上计算了其加工的理论误差。然后建立了切削滑块槽飞刀的数学模型,在拥有自主知识产权的旋分数控机床和市场上通用的可转位刀具基础上设计了加工齿套滑块槽部位的专用刀具。经过实践检验证明该刀具是适用的。     

Quadric method for cutter orientation in five-axis sculptured surface machining

Existing orientation strategies in 5-axis sculptured surface machining mostly limit the cutter to incline in one direction and lack an effective approach to assess the orientation. This paper presents the quadric method (QM) that exploits fully the two orientation angles to maximise the machining efficiency at a cutter contact point. The geometric construction assumes that the local shape of a sculptured surface can be suitably approximated by two quadrics. An upper quadric lying above the surface is used to orient the cutter, and a lower quadric lying below the surface is used to evaluate machined strip width. Then, the cutter orientation is optimised with respect to the width and is guaranteed to give no gouging. Both flat-end cutter and fillet-end cutter are considered. Simulated examples demonstrate the improved machining efficiency of the QM over current published methods.     

FMS中铣削刀具破损监控技术的研究

针对FMS中铣削刀具破损监控技术进行了研究，确定了理论状态下铣削刀（扭矩）模型，确定了破损铣刀在切削中的力学特征及铣削时铣刀破损的力学判据，并进行了实验分析。     

自由曲面五坐标数控加工中几个关键问题的研究

自由曲面用平头立铣刀五坐标数控加工可以明显地提高切削效率和零件表面质量,但无干涉刀位产生一直是个难以解决的问题,本文对其中的几个关键问题进行了研究,导出了平头立铣刀的有效切削半径的一种计算方法,给出了自适应走刀步长度算法和切削行距的计算公式,最后给出了无干涉刀位生成方法,并用实例验证了方法的可行性,为提高加工效率和精度提供了有效途径。     

Real-time generation and control of cutter path for 5-axis CNC machining

This paper presents a new approach to real-time generation and control of the cutter path for 5-axis machining applications. The cutter path generation method comprises real-time algorithms for cutter-contact path interpolation, cutter offsetting, and coordinate conversion. In addition, a global feedback loop is closed by the CNC interpolator so as to augment the controlled accuracy in practical cutter path generation. An error compensation algorithm and a feedrate adaptation algorithm for the control loop are developed, respectively.     

车灯模NC编程及刀具选用的若干原则及技巧

在对机加工刀具切削性能和参数进行理论分析的基础上,结合车灯模具生产实践,研究了机加工刀具的选用原则及编程技巧,针对数控加工大刀、小刀分别进行了分析。从大刀方面,对深腔粗加工、刀具拔长及立卧式机床的编程特点和技巧进行了总结,并给出了实例。从小刀方面,对刀具选用原则、特殊夹头的采用以及车灯花纹等关键部位如何用刀也做了论述,着重给出了花纹加工编程的实用原则,具有一定的参考价值。     

On cutter deflection surface errors in peripheral milling

Cutter deflections induce significant amount of surface error on machined components and it is one of the major obstacles towards achieving higher productivity in peripheral milling operation. These surface errors do not take one particular form and their shape and profile measured along axial direction, varies significantly with cutting conditions. The understanding and characterization of all possible surface error types is of immense value to process planners as it forms a basis for controlling and compensating them. This paper presents a methodology to classify surface error profiles and to relate the same with cutting conditions in terms of axial and radial engagement between cutter and workpiece. The proposed characterization scheme has been validated using computational studies and machining experiments. The importance of proposed characterization is further demonstrated in understanding peripheral milling of curved geometries where workpiece curvature influences radial engagement of the cutter that often changes surface error shape both qualitatively and quantitatively. Computational and experimental studies undertaken to study machining of curved geometries underline the importance of proposed characterization scheme in identifying correct cutting conditions for a given machining situation.     

侧铣加工空间刀具半径补偿技术实现

通过对侧铣加工空间刀具半径补偿算法的研究,建立刀具和工件模型,并对其进行了求解和公式推导。对任意侧铣加工曲面进行偏置计算,生成带有刀具半径补偿的侧铣偏置曲面,从而解决了侧铣加工中曲面偏置位置的问题,实现了侧铣加工空间刀具半径补偿,该方法的应用为数控系统研究侧铣空间刀具半径补偿提供了参考。