华中数控宏程序编写方法及加工一实例

在数控车床中,加工对象主要为各种类型的回转面．其中对于圆柱面、锥面、圆弧面、球体等的加工,可以利用直线插补和圆弧插补指令完成,而对于椭圆、抛物线等一些非圆曲线构成的回转体,加工起来具有一定的难度。数控系统本身提供的直线插补和圆弧插补不能直接用于非圆曲线回转面的加工。因此,在数控机床上对椭圆、抛物线的加工大多采用小段直线或圆弧逼近的方法编制加工程序。     

利用自动编程实现抛物线曲面在数控车床上的加工

数控车床一般只能作直线插补和圆弧插补，遇到回转轮廓是抛物线等非圆曲线的零件时，数学处理的任务是用直线段或圆弧段去逼近非圆轮廓。解决的方法主要有宏指令编程及软件自动编程，针对GSK980T系统采用宏指令编程较难实现，本文则通过利用CAXA数控车自动编程软件及相关通讯软件实现了抛物线曲面在GSK980T系统数控车床上的车削加工，保证了工件的加工精度和生产效率。     

非圆曲面的加工

用等间距直线和圆弧逼近的方法可以拟合非圆曲线 ,使其误差在允许的范围内 .利用直线插补和圆弧插补数控指令编程即可实现对非圆曲面的加工 .文中较系统地介绍了这两种方法及其误差的分析与计算 .通过灵活运用这两种方法进行了实例加工验证     

基于摆线滚轮阴模基体的步长伸缩双圆弧插补算法

阴模基体加工精度是影响摆线金刚石滚轮制造精度的关键因素。为了提高摆线滚轮阴模基体在数控机床上的加工精度,首先求解出摆线滚轮阴模基体形面曲线方程,然后基于双圆弧插补法,建立摆线滚轮阴模基体步长伸缩双圆弧插补数学模型,利用数值分析方法求解插补节点数据,控制步长伸缩以调整插补误差。通过计算实例验证了算法的可行性,结果表明：双圆弧插补误差小于0.01μm,比直线插补误差降低75%;控制步长伸缩,在相同允差下拟合圆弧段数减少55%,提高了加工效率;插补数据拟合的加工仿真曲线光滑平整,刀具路径具备G1连续性。     

数控编程中刀位轨迹最佳直线逼近方法的研究

数控加工中，大多数数控设备只具有直线和圆弧插补功能，故需要对曲线进行逼近处理，用直线逼近算法简单，晚皇实现，针对数控加工中许多非圆弧的二次或三次曲线，提出了对其进行最佳直线逼近的二分法算法，并给出了算法流程图。     

简易羣控装置在搪瓷喷花中的应用

(一) 在轮廓线控制的数控机械中,数控装置的主要任务是控制刀具相对于工件的运动轨迹,使其按照任意设定的几何曲线运动.为此,首先必须找到描述预定曲线的数学模型.但是任意几何曲线是难以用简单实用的数学模型表示的.因此工程上往往将曲线分割成若干小段,每一小段都用一条有规则的几何曲线──直线、园弧、抛物线、双曲线──来近似.通常称此为插补法。最简单的插补是用直线段代替曲线段,叫做直线插补. 直线插补器的功能是完成直线段代替曲线段的插补运算,使执行机构所驱动的刀具近似地沿着顶定的直线段运动.对于以步进电机为执行机构,又用…     

基于圆心角分割的双曲线,抛物线插补算法

根据圆弧的时间分割法插补原理，开发了基于圆心角分割的双曲线、抛物线插补算法。所给出的插补方法具有一定的推广性，为其他曲线的插补运算提供了较一般的方法。最后，进行了插补误差分析，并给出了插补算法的实现流程图。     

插补方式对自由曲面精加工质量的影响

各种复杂的自由型曲线和曲面被广泛应用在矿山设备、汽车、航空航天等多个领域,自由曲面一般采用数控方式进行加工。针对曲面数控精加工表面质量不易满足要求的问题,文中对比研究了不同的插补方式对自由曲面表面加工质量的影响。应用3次NURBS曲线反求的方法,对一组已知的离散型值点进行拟合,计算出该拟合曲线的节点矢量和控制顶点,并在MATLAB中生成相应的NURBS曲线;按照FANUC数控系统的格式要求编写直线插补、直线-圆弧插补和NURBS插补3种不同插补方式的数控加工程序;调用3种不同的数控加工程序在数控机床上对经过预处理的工件进行精加工,然后使用表面粗糙度仪对精加工完成的曲面轮廓进行测量,获得相应的粗糙度值。对比分析直线插补、直线-圆弧插补和NURBS插补等3种不同插补方式刀具路径实际加工完成的曲面轮廓粗糙度值,结果表明NURBS插补刀具路径可以明显改善曲面精加工轮廓的光顺性,改善表面加工质量。NURBS插补能够适应数控高速加工的要求,很好地满足自由曲面高速高性能数控加工的需求。     

曲线数控加工的一种新方法

根据生物遗传算法，提出了一种新的曲线数控加工插补算法，该方法以最大程度地减少程序段的数目为目标，采用直线，圆弧段混合逼近曲线的方法，大大减少了数控程序编制量，为生成高质量的数控加工程序提供了新方法。     

五轴联动刀具路径NURBS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。     

基于B样条曲线实时插补的研究及其误差分析

采用只具有直线、圆弧等简单解析曲线插补功能的CNC机床加工复杂或不规则的零件轮廓,需要采用离线插补的方法。这种方法加工效率低下、加工精度低、并且数控程序过大。因此就产生了应用最广泛的复杂曲线直接样条插补技术——B样条插补。基于此,重点研究已知型值点的B样条曲线实时插补算法。分析了B样条曲线实时插补的误差并给出两种弦高误差的计算方法,通过比较得出根据上一插补点处的曲率来计算弦高误差的方法是比较好的。另外研究了法向加速度的控制方法。     

非均匀B样条曲线的插补算法

针对一般的轮廓控制加工系统在插补二次曲线或三次曲线时,用直线和圆弧插补进行拟合逼近处理存在分段多,光顺性差,精度低以及加工速度慢的缺点,利用B样条曲线良好的局部控制性和计算机CPU处理速度快的优点,提出一种基于三次非均匀B样条曲线的插补算法,该算法已成功应用于快速原型制造系统中。     

加工大模数特殊曲线齿形的程序编制

本文介绍在具有直线插补、圆弧插补的数控机床上,加工大模数齿形程序编制的一种简单方法。     

数控车床宏程序编程应用实例

本文通过两个实例,介绍利用用户宏程序编程,从而简化计算和编程工作,解决了在只具有直线和圆弧插补的数控车床上加工非圆曲线的手工编程难题。     

基于单片机的经济型数控系统“逐点比较插补法”的程序设计

逐点比较插补法是以阶梯折线来逼近直线或圆弧等曲线的。它与规定的加工直线或圆弧间最大误差为一个脉冲当量。只要所脉冲当量取得足够小,就可以达到加工精度的要求。     

数控车椭圆加工宏程序模板设计及应用

数控系统中只有直线和圆弧插补功能，由于椭圆属于二次曲线，是非圆曲线，没有插补指令对其编程，如果对轮廓逐点进行计算，则编程计算量极大，因此，使用宏程序功能，利用变量进行算术运算、逻辑运算和函数的混合运算，通过对变量进行赋值及处理的方法来执行程序。由于使用变量算术和逻辑运算及条件转移，使得编程更容易。下面借助华中数控系统探讨椭圆加工的宏程序编制方法。     

圆锥曲线的角度逼近插补方法研究

根据角度逼近法圆弧插补原理，提出了椭圆弧、双曲线、抛物线（统称圆锥曲线）的角度逼近数控插补法，通过数学方法分别导出椭圆弧、双曲线、抛物线的插补递推公式，得到了简便的插补运算算法及程序，为数控机床提供了加工圆锥曲线的方法，并拓宽了CNC系统的插补功能。     

平面轮廓插补的新方法及其数控加工编程

本文提出一种平面轮廓的圆弧插补方法。本方法以生成数控加工指令为目标,从简单的几何关系出发,推导出将描述轮廓的方程或离散数据转化为数控加工所需的圆弧或直线插补参数的公式,并对逆圆弧和顺圆弧的判定及插补误差的控制进行了分析,提出了具体的方法。开发的软件可以实现平面轮廓零件的CAD、插补参数计算、数控加工程序生成、模拟穿孔纸带及轮廓加工过程。     

基于圆心角分割的双曲线、抛物线插补算法

根据圆弧的时间分割法插补原理，开发了基于圆心角分割的双曲线、抛物线插补算法．所给出的插补方法具有一定的推广性，为其他曲线的插补运算提供了较一般的方法．最后，进行了插补误差分析，并给出了插补算法的实现流程图     

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。