面向五轴加工的双NURBS曲线插补算法

采用双NURBS曲线进行五轴联动直接插补来基本消除非线性误差的方法,给出以双NURBS曲线模型进行恒定进给速度插补的算法.将该算法与传统的线性插补方法产生的非线性误差进行了仿真分析,结果表明,该算法能有效控制非线性误差,使五轴数控系统具有高速复杂轨迹运动控制能力.     

五轴联动刀具路径非均匀有理B样条曲线插补技术

针对复杂曲面五轴加工直线圆弧插补的不足,对五轴加工非均匀有理B样条曲线(non uniform rational B spline,NURBS)插补算法进行相关研究,同时对NURBS插补过程中插补点的曲率分析计算,推导出插补误差与进给速度的关系,实现用进给速度对插补误差自适应地调整。最后,针对双转台五轴数控机床,基于IMSPOST开发了具有NURBS插补的专用后置处理器,实现了NC程序的输出。实验结果表明:该技术方法提高了刀具运动平稳性和加工精度,优化了加工精度与加工效率,为五轴NURBS插补加工提供了理论指导。     

自由曲面五轴平底刀加工路径的NURBS化

在对等残留高度的路径规划方法进行改进的基础上，以较高的精度求得了刀具路径上的离散切削点；并基于NURBS样条插补理论，实现了在五轴机床上使用端铣刀加工自由曲面时加工路径的NURBS化，解决了曲面加工中，以真线插补计算的切削点点列作为加工机床的输入时，加工文件容量过大且加工路径不连续的问题。实例表明了在精度相同的情况下，该方法相对于直线插补理论，在减少加工数据量方面及保证刀具沿加工路径运动时速度连续方面具有明显的优越性。     

三坐标数控加工的非均匀有理B样条适应性速度进给

针对当前普遍采用的恒定进给速度的非均匀有理B样条(NURBS)插补方法存在的矢高误差和进给率波动过大的问题,提出了两种NURBS插补方法控制矢高误差的方法和恒定材料去除率的方法.第1种方法能够把矢高误差控制在较低的范围内,提高了加工精度;第2种方法把矢高误差限定在了更低的范围内,并且实现了材料去除率的恒定,从而提高了加工质量,延长了刀具的使用寿命.     

关于NURBS曲线插补算法的研究与改进

在分析NURBS曲线现有插补算法的基础上,着重研究了三次NURBS曲线实时插补技术。针对部分算法的不完整或效率低,提出了一种简单快捷的插补算法。采用NURBS曲线的矩阵表达式,将整个插补过程分解为插补预处理和实时插补。在插补预处理中完成了大量的计算,预处理的计算结果直接应用于实时插补,使插补算法满足了NURBS曲线插补的实时性要求,再辅以必要的轮廓误差控制,实现了加工速度自适应于加工路径的NURBS曲线直接插补。     

五轴数控机床空间圆弧插补

介绍了空间圆弧进给指令格式，在深入分析插补预处理的基础上，给出了插补控制算法，使用具有空间圆弧插补能力的数控系统进行空间圆弧加工时，不仅简化了输入的数据量同时能够使刀具从一点平稳地运动到另一点，根据该算法编制的数控系统软件已成功应用于五轴数控机床，实践表明该算法具有可行性和可靠性。     

旋转插补原理研究

提出基于旋转进给速度的数控插补原理和方法．基于五轴数控加工的运动的分析，提出了旋转插补及相关的概念，讨论了线性进给速度与旋转进给速度之间的关系，针对参数曲线，建立了沿曲线的角弧长导数与旋转进给速度之间的关系，基于泰勒级数展开构建了参数曲线的旋转插补方法及算法．     

五轴数控机床空间圆弧插补

介绍了空间圆弧进给指令格式 ,在深入分析插补预处理的基础上 ,给出了插补控制算法 .使用具有空间圆弧插补能力的数控系统进行空间圆弧加工时 ,不仅简化了输入的数据量 ,同时能够使刀具从一点平稳地运动到另一点 .根据该算法编制的数控系统软件已成功应用于五轴数控机床 ,实践表明该算法具有可行性和可靠性     

迭代算法的曲线插补进给速度控制方法

在数控加工中,为了满足较高的加工精度和保持恒定的进给速度要求,提高数控加工复杂零件的能力,数控系统插补器需要采用较复杂的插补算法,其计算量大,耗时多,影响加工速度.针对这一问题,根据参数曲线数控插补原理,指出了Taylor展开算法和迭代算法,给定曲线,利用当前弦长和当前插补点,精确算出下一插补点.在迭代次数和迭代误差都小于设定值时结束迭代,即可算出下一插补点,且保持当前点和速度,否则继续迭代直到满足要求为止,给出了基于迭代算法的曲线实时插补进给速度的控制方法.仿真实例结果表明,提出的算法能够满足各种不同参数曲线的加工.与常规插补算法相比,该算法通用性强,计算量小,进给误差小,计算精度高,提高了加工效率.     

NURBS曲线的平滑自适应插补算法研究

为实现数控机床高速度高精度加工,提出了一种综合轮廓误差和进给加速度控制的NURBS曲线平滑自适应实时插补算法,并在考虑加减速时把加加速度的影响也考虑在内。算法保证了平滑无冲击地进给过程,有利于提高加工效率和加工质量。     

螺旋锥齿轮数控展成轨迹生成及直接插补算法

给出了螺旋锥齿轮五坐标NC展成加工运动和直接插补算法，该直接插补算法以NC原理上的最小步长逼近展成轨迹，可获最大展成运动精度，在综合考虑展成允许误差，机床动力特性及伺服驱动能力的基础上，给出了进给速度的限制修正及平滑处理算法，该算法可作为螺旋锥齿轮数控机床数控系统核心处理算法。     

螺旋锥齿轮空间曲面NC加工插补误差分析

基于空间曲面共轭原理，建立螺旋锥齿轮的齿面矢量方程，由空间坐标系的变换，确定出刀具相对工件的位置和姿态，实现刀具与工件的相对运动，在综合考虑齿面形状、刀具形态及机床结构等因素的基础上，分析了五坐标螺旋锥齿轮面NC过程插补误差，建立考虑齿面NC插补误差的螺旋齿轮数控加工方法，计算结果与加工实验结果基本一致。     

STL实体模型数控加工路径规划算法探讨

针对数控加工中STL模型的刀具路径规划一直存在损失模型精度的问题,提出了在STL切片的基础上,对切片数据进行三次分段NURBS曲线插值,通过刀触点计算出刀位点来实现加工路径规划的算法,并且给出了算法的应用实例。实验表明,规划算法是有效和可行的。     

等步长抛物线时间分割插补算法

抛物线插补算法是抛物线轮廓数控加工的关键技术．文章从抛物线的标准方程出发,运用时间分割插补算法的基本原理,推导出等步长抛物线时间分割插补算法．该算法能保证实际步长稳定,从而保证进给速度稳定,并且每一个插补点都能位于抛物线轮廓上,插补精度高．     

考虑非线性误差补偿的五坐标数控加工走刀步长改进算法

研究了五坐标数控加工中特有的非线性误差,提出一种改进的五坐标数控加工走刀步长算法,在前置处理中即考虑补偿非线性误差。在走刀步长计算过程中,同时考虑弧弦逼近误差与非线性误差,将总的加工误差看作是刀轨参数的函数。该函数求导困难,难于通过给定误差直接计算走刀步长。对弦截法迭代格式进行改进,改进后的方法能够保证正确解在迭代过程中始终位于收敛区间内,并采用改进后的弦截法计算走刀步长。实例计算表明,所提出方法在计算走刀步长过程中能够对非线性误差进行有效的补偿,满足等加工误差要求,同时改进后的弦截法能够收敛到正确解,且收敛速度快,效率高。     

Research on the Arc Interpolation for the Nonstandard Section Curve of the Piston

IntroductionPistonisanimportantpartoftheautomobilemotor .Nowitscommonlyused profileisthemiddle convexandvaryingellipseprofile[1] .Thiscomplexprofileleadstodif ficultiesinmachining ,soithasbeenaresearchproblemforscholarsallovertheworld .Heretheinterpolationofthetransversesectioncurveisdiscussed .Whenweaccuratelyfinishcurvecontours,itisnecessarytogenerateatoolpathbysomeinterpolationmethod .Atpresent,thefunctionofthelinearorthecirculararcinterpolationinNCmachineisgenerallyusedforthispurpose[2 ]…     

自由曲面数控加工刀具路径的自适应算法

基于ＮＵＲＢＳ曲面造型理论，以加工质量和效率为目标，提出了确定参数方向经济步长的方法，并构造了生成自由曲面数控加工等参数平行扫描路径的自适应算法。