CNC系统逐点比较直线插补的新算法

插补技术是机床数控系统的核心技术,逐点比较直线插补法是直线轮廓的插补算法之一,其算法的优劣直接影响零件直线轮廓的加工精度和加工速度.文章在传统的逐点比较直线插补算法的基础上,提出以八方向进给取代传统的四方向进给,研究了偏差最小的走步方向的实现方法,同时研究了保证数控机床坐标进给连续的偏差递推计算过程.结果表明,新算法可以提高零件轮廓的逼近精度且减少了插补计算次数,从而提高了零件直线轮廓的加工精度和加工速度.     

脉冲增量法直线插补算法的改进

本文对传统的数控直线插补方法进行了算法改进 ,使插补过程中各坐标轴分配的脉冲序列保持均匀 ,以克服步进电机失步问题 ,提高了插补精度     

一种实时前瞻的微线段直接插补算法

结合匀变速DDA精插补算法、变插补周期技术和实时前瞻技术,提出了一种新的微线段直接插补算法.采用两级插补模式,粗插补由速度规划和实时前瞻任务构成,精插补采用匀变速DDA精插补算法.首先通过正、反向速度规划,计算各微线段允许的最大拐角速度;其次,根据前瞻数据量和微线段允许速度实时调整实际拐角速度;最后,调用匀变速DDA精插补算法实现脉冲输出.每个微线段不再由粗插补分割为更小的微线段,而是直接由精插补器来实现插补,故算法简单,精度高.实测结果表明,该算法无理论误差,精度高,加工效率较高.     

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。     

三维曲线轨迹插补的研究

为了实现数控机床空间三维曲线轨迹插补,提出了两种高效准确的插补算法.隐式方程曲面交线采用进给选择原理的插补算法;参数方程空间曲线采用小直线段逼近的插补算法.仿真实验表明,这两种方法对插补空间曲线具有高效的优点.     

针对半步偏差法的插补速度的优化

随着制造业的快速发展,为了适应目前数控雕刻的发展,针对插补技术提出优化,变单步进给为多步进给,提高插补计算速度,也进一步提高产品的加工效率。分析直线插补算法存在加工精度不高的问题,针对这种情况通过研究提出了改进思路,在加工直线的前提下,通过大量的数学计算与数据分析,提出三角形插补算法,三角形算法的核心思想是变单步进给为连续多步进给,综合看三角形插补算法能大大提高插补的速度。     

基于Runge-Kutta的NURBS曲线实时前瞻插补算法

针对传统的NURBS曲线加工过程中插补算法插补参数计算精度低、实时性不高以及加速度过大对机床造成的冲击大的问题,提出了基于Runge-Kutta的NURBS曲线实时前瞻插补算法.该算法采用经典Runge-Kutta方法计算插补参数,基于弓高误差和法向加速度约束条件自动调整进给速度,根据进给步长预期值与实际值的偏差进行参数校正.由粗插补得到的离线数据寻找进给速度极值点,并对曲线进行前瞻分段,找到各前瞻插补区间上的首末速度敏感点.根据敏感速度与插补距离之间的关系重新进行加减速控制,避免速度急剧变化,从而满足机床的加减速性能要求.最后,通过Matlab仿真验证了算法的有效性.     

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.     

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。     

传统逐点比较法直线插补方法的改进

逐点比较法直线插补方法在开环数控系统中被广泛采用,但其存在插补误差大、直线光滑性差等缺点.针对以上问题,提出了改进的逐点比较法直线插补算法,避免了无穷大导数计算、多分支判断编程复杂等缺陷,提高了逐点比较法的直线插补精度.     

经济型数控系统角度逼近圆弧插补算法

经济型数控系统是开环控制系统,采用脉冲增量式插补算法,数字积分法是其典型算法之一,传统的DDA圆弧插补算法误差大,使得数控系统的精度较低,角度逼近圆弧插补算法是在插补原理的基础上,利用角度逼近定理进行迭代计算得到插补点的坐标,本算法计算简单,软件实现容易,其位置误差为零,并且没有误差累积。     

基于FPGA的脉冲均分插补器的设计与实现

设计了一种硬件插补器的结构,基于FPGA技术,运用硬件描述语言VerilogHDL语言,实现了硬件插补功能。结合均分插补算法,得到了均匀的输出脉冲,解决了插补脉冲不均匀的现象。选用Altera公司的cycloneII系统的器件进行了下载,硬件实现了均分的DDA插补器。并且各轴的精插补模块之间完全独立,容易在多轴联动的数控系统中实现。     

基于逐点比较法的四坐标联动直线插补算法

以数控机床插补系统为研究对象,通过对二坐标逐点比较直线插补算法的深入分析,提出了数控机床基于逐点比较法的四坐标联动直线插补的一种算法.利用该方法可实现数控机床四坐标联动控制,并能直接采用软件编程方法来实现,可使插补误差小于一个脉冲当量.     

数控系统的定时插补法研究

提出一中适合ＣＮＣ系统的插补方法──定时插补法，能克服软件ＤＤＡ法的最大选代速度受插补算法执行时间的限制和输出脉冲不均匀的缺点，适合于有高速进给速度的数控系统，有利于实现多坐标联动．该方法已应用于数控切割机，是经济型数控装置中有前途的插补方法．     

基于FPGA动态分布式算法的研究与应用

基于有符号数分布式算法原理，提出了动态分布式算法。该算法不仅继承了分布式算法提高乘积和计算速度的优点，还为系数可编程FIR滤波器的实现提供了有效的解决方案。在Maxplus2环境下，对动态分布式算法进行了仿真和综合，仿真结果证明了该算法的有效性。     

基于Matlab仿真的机器手臂笛卡尔轨迹规划

为了消除机器手臂空间轨迹规划中采用一般插补法产生尖角的问题,结合空间直线插补和圆弧插补算法,提出一种新的圆弧连接匀速直线插补法,并引入"拟合度"的概念,在Matlab环境下对算法进行了仿真。结果表明,通过该算法以及对拟合度的调整可以获得最优规划路径。     

正交频分复用系统中改进的FFT插值算法

提出了一种基于快速傅里叶变换的边缘扩展信道插值算法(EFFT),该算法对正交频分复用(OFDM)符号有效频带边缘的两端频点作镜像线性扩展,使增加的导频信息能改善有效频带边缘附近的信道估计性能.仿真结果表明,在低阶调制且信噪比(SNR)较低时,EFFT插值算法的性能与维纳滤波信道估计算法相当,且较传统快速傅里叶变换(FFT)插值算法的均方误差(MSE)提升1dB左右.在实现复杂度方面,EFFT算法与FFT算法相当,与维纳滤波算法相比运算量明显降低.EFFT算法不需要对现有技术标准进行改动,也不会降低系统的传输效率.     

OFDM系统中改进的FFT插值算法

提出了一种基于快速傅立叶变换的边缘扩展信道插值算法（EFFT,Edged Extend Fast Fourier Transform）。该算法对OFDM符号有效频带边缘的两端频点做镜像线性扩展,使增加的导频信息能改善有效频带边缘附近的信道估计性能。仿真结果表明,在低阶调制且SNR较低时,EFFT插值算法的性能与维纳滤波信道估计算法相当,且较传统FFT插值算法的MSE提升1dB左右。在实现复杂度方面,EFFT算法与FFT算法相当;与维纳滤波算法相比运算量明显降低。EFFT算法不需要对现有技术标准进行改动,也不会降低系统的传输效率。     

用于32位高性能数控车床系统的插补算法

分析和推导了用时间分割法实现直线和圆弧插补的一种高速、高精算法,并运用于32位机的数控车床系统中.该算法用迭代算法替代开方运算,取消了过象限判别,大大缩短了插补时间.文中给出了详细的误差分析,证明该算法的轨迹误差和算法误差小于一个当量,且舍入误差是不扩散的;提出了该算法的边界条件与加工工艺参数的关系.运用该算法编制的程序,整个插补任务(包括自动加减速、插补)在16MHz80386CPU下运行占用机时小于1ms.     

CO-OFDM中基于线性插值的子载波间串扰盲抑制算法

本文提出一种高性能的基于线性插值的子载波间串扰盲抑制算法（LI-BL-ICI）。算法首先盲估计出次符号间相噪差值,而后进行线性插值拟合以获得更加精确的相噪估计,并将插值获得的相噪用于载波相位补偿,从而实现对子载波间串扰（ICI）的盲抑制,最后利用少量导频对残余的共同相位噪声进行估计和补偿。我们推导了算法的数学模型,通过蒙特卡洛仿真分别分析了算法在背靠背和320 km光纤传输后系统的性能,并与传统的共同相位噪声抑制算法（CPEC）和改进前的盲估计算法（BL-ICI）进行了横行对比。数值仿真结果表明,基于线性插值的算法能有效地抑制光相位噪声,其光源线宽的容忍度相比BL-ICI得到进一步的提升。此外,相比于BL-ICI,改进后的算法允许将次符号切割成任意块数,且在获取观测矩阵的过程中无需任何的角度相关运算。研究结果表明,算法存在一个适中的次符号切割块数,使得算法既能兼顾复杂度又能保证一定的系统性能。该算法对于相干光正交频分复用（CO-OFDM）技术在采用廉价光源和采用高阶调制格式的光接入/光城域网中的应用具有重要的意义。