一种小线段平滑过渡轨迹控制算法的实现

将曲线分解为一系列小线段后对其进行加工,为了实现小线段之间的平滑过渡,提出了一种圆弧过渡算法:首先建立圆弧过渡的数学模型,根据加工精度和小线段长度确定过渡圆弧的参数,并根据2条线段的矢量关系确定圆弧的旋转方向,最后以加工平台的机械特性来限制过渡圆弧的进给速度.采用固高运动控制卡对算法进行测试的结果表明,该算法能够在保证加工精度和满足加工平台机械特性的情况下,较大程度地提高工件小线段的加工效率.     

一种小线段平滑过渡轨迹控制算法的实现

将曲线分解为一系列小线段后对其进行加工，为了实现小线段之间的平滑过渡，本文提出了一种圆弧过渡算法。首先建立圆弧过渡的数学模型，根据加工精度和小线段长度确定过渡圆弧的参数，并根据两条线段的矢量关系确定圆弧的旋转方向，最后以加工平台的机械特性来限制过渡圆弧的进给速度。采用固高运动控制卡对算法进行测试的结果表明该算法能够在保证加工精度和满足加工平台机械特性的情况下，较大程度的提高小线段的加工效率。     

一种连续小线段高速插补算法

为使自行研发的机床数控系统具有连续小线段高速加工能力,该文以离散的方法建立了一种全新的插补算法。该算法以级数求和的方法推导了S型加减速控制模型,并以小线段夹角为参变量控制拐点通过速度建立了小线段速度衔接模型,在此基础上,算法将插补过程分解为插补预处理及插补点计算两个步骤,预处理中对小线段进行速度规划并设计了线段间速度的递推处理方法,插补点仅需根据当前速度及线段方向向量即可求出。通过对系统输出的插补点数据分析以及数控系统实际运行测试表明：该算法的加减速控制连续平滑,小线段加工程序具有较高的运行速度。     

非均匀有理B样条在线拟合高速平滑插补法

针对连续小线段加工平均速度低、路径不连续和振动冲击大等问题,提出了一种基于非均匀有理B样条曲线拟合的小线段平滑实时插补方法.通过分析连续小线段路径的几何特性及加工工艺,提出了连续小线段的相邻段长度比准则和相邻段临界夹角准则来选择满足要求的数据点集;根据凹凸性准则对可拟合点集分段后拟合为参数曲线,通过直线和参数曲线混合插补实现连续小线段的高速平滑加工.仿真和试验结果表明,该方法能够有效地提高加工速度,减小加工过程中的振动,同时保证加工精度.     

一种非均匀有理B样条在线拟合高速平滑插补方法研究

针对连续小线段加工的平均速度低、路径不连续和振动冲击大等问题,提出了一种基于非均匀有理B样条曲线拟合的小线段平滑实时插补方法。通过分析连续小线段路径的几何特性及加工工艺,提出了连续小线段的相邻段长度比准则和相邻段临界夹角准则来选择满足要求的数据点集。根据凹凸性准则对可拟合点集分段后拟合为参数曲线,通过直线和参数曲线混合插补实现连续小线段的高速平滑加工。仿真和实验结果表明,该方法能够有效的提高加工速度,减小加工过程中的振动,同时保证加工精度。     

关于剔除冗余刀位点的刀具 半径补偿的研究

C刀补能够根据相邻轮廓段的信息自动处理两个刀具中心轨迹的转换,并在转接点处插入过渡直线,从而避免了刀具振荡现象的发生。随着现代制造业的发展,越来越多的加工的数据来源于CAM生成的海量数据,加工路径往往是由大量的小线段构成,在缩短型刀具半径补偿情况下出现造成过切的刀位点。根据刀具半径补偿原理,实现了一种新型的刀具半径补偿算法,该算法能有效剔除冗余刀位点,并且用C++实现了该算法,给出了相应的仿真实例。     

基于时间分割插补及轮廓误差补偿的精度分析与仿真

基于时间分割思想的数据采样插补算法,是根据进给速度将轮廓曲线分割为每个插补周期的进给直线段,以此来逼近轮廓曲线.然后采用轮廓误差补偿的控制算法,由伺服系统进行精插补,补偿粗插补算法所带来的插补误差,并减小插补数据的不连续对跟踪精度的影响.最后根据该算法,利用VC++进行仿真编程,验证该方法的控制精度.     

数控加工中连续微线段轨迹的B样条曲线拟合

为解决数控系统进行连续微线段加工时加减速频繁、运行速度缓慢、加工路径不连续等问题,提出了最小二乘3次B样条曲线逼近拟合算法,采用该算法实现对连续微线段的逼近.文中通过分析连续微线段加工路径的几何特性,提出了采用圆弧近似法计算的弓高误差准则,并选择满足条件的可拟合点集,将拟合的曲线相对于原有路径的偏离误差控制在要求范围内.实例仿真结果表明,该算法可在保证拟合精度的同时有效地拟合连续微直线段.     

数控系统小线段高速加工中的“拐点问题”

在数控系统的连续小线段高速插补中,由于线段终点速度不为零及插补的离散特征,线段最后插补点与终点不能自然重合,若强行把终点作为最后插补点,可能带来速度冲击.为解决这一问题,本文提出了一种全新的处理方法,在确保没有速度冲击的前提下,允许插补点不通过线段终点,简化了插补算法.该方法产生的最大轮廓误差仅取决于最大加速度及插补周期,在实际系统中进行误差控制十分方便.     

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.     

断层测量反求工程中的关键技术

研究了由断层测量轮廓序列重构零件CAD模型的关键技术。根据截面的面积、形心位置等属性，并结合轮廓串匹配技术，提出了封闭轮廓集 分割算法。一个封闭轮廓由圆弧、直线段等规则形状的轮廓段和自由曲线段组成。为了抽取开放的规则轮廓段，提出了特征参数识别和特征轮廓抽取交互进行、有机结合的技术。为了抽取开放的自由曲线段，提出了基于转角映射的特征连接点辨识技术。进一步抽取开放轮廓集时，要解决相邻层上开放轮廓段的匹配问题，提出了基于串匹配的轮廓优化分割技术。实例表明，所提出的轮廓集分割算法可以实现规则形体表面和自由曲面对应开放轮廓集的精确分割。此外，文中对特征的分割策略、参数识别等问题提出了可行的解决方案。     

一种基于切削力模型的模具型腔粗加工进给率优化策略

复杂曲面加工广泛应用于模具行业．由于加工参数缺乏科学的选择工具，数控加工的进给率常根据加工经验设定．通常必须创建切削体积模型或矢量力模型来优化刀具路径各段的进给率．鉴于模具型腔粗加工常采用2．5维加工，提出一种通过正交切削试验楚立切削力曲面模型用于模具型腔粗加工进给率优选的新策略．基于切削力曲面模型，采用多项式拟合的方法构楚刀具在许可切削力下的侧向切深和进给率的方程，根据楚立的方程计算每个刀位点处的进给率并反写到初始的G代码文件中．通过典型模具型腔的粗加工试验验证，证明该进给率优化策略不仅可以缩短加工时同，而且可以使加工载荷均匀．该策略对切削力载荷要求尽量均匀的模具型腔高速加工更有意义．     

基于改进PH曲线的无人机航迹规划

 航迹规划是无人机任务规划的重要组成部分。针对现有航迹规划存在的不足, 提出一种基于改进pythagorean hodo-graph(PH)曲线的航迹规划方法。该方法结合了PH 曲线的曲率连续性和粒子群优化算法的快速搜索特点, 将PH 曲线的控制点选取通过粒子群算法进行优化, 可以快速得到避障安全、满足最大曲率限制和曲率连续的最优PH 路径。仿真结果表明了该方法的有效性。     

自适应Catmull-Clark细分算法

提出了一种基于Catmull-Clark细分算法的自适应算法，自适应过程由离散点的曲率C来控制，计算多面体中各离散点的曲率，与已给定的曲率值相比较后，得出的可继续细分的点，边，面和不可继续细分的点，边，面用来作为下一次细分的依据，按该步骤迭代可实现局部细化，采用原始Catmull-Clark细分算法，细分过程中网格数量会快速增长；而自适应算法通过选取理想的C值，能够大幅度抑制细分过程中网格数量的快速增长，并能获得与原始算法光顺程度基本一致的曲面。     

基于轮廓线的任意形体三维重建

由二维灰度图像恢复形体的三维形状已经成为计算机视觉领域的一个研究热点.对该问题进行了深入的研究,提出了一种基于单幅图像,利用轮廓线进行形体三维重构的方法.该方法从一幅二维灰度图像的断层剖面中使用行扫描线法提取带有孔洞的轮廓线,并且根据一定的准则对其进行分层处理,采用曲率法对各相邻层轮廓线中的分层轮廓线进行匹配,结合最小对角线优化策略完成三角面片拼接,最终实现任意形体表面的三维重建.实验证明,该方法可以根据形体的二维灰度图像方便有效地重建出其三维形状.     

奇异值曲率谱理论及其在信号处理中的应用

有效奇异值的确定一直是奇异值分解（Singular value decomposition, SVD）中的重要问题,在信号处理时尤其如此。分析了在Hankel矩阵方式下理想信号和噪声的奇异值特点,指出理想信号的奇异值曲线存在一个很大的转折点,而噪声的奇异值曲线则很平坦。进而提出了奇异值曲率谱的概念,利用它来描述含噪信号奇异值曲线上的转折点情况,并提出根据曲率谱最大峰值位置即奇异值最大转折点来确定有效奇异值个数。如果奇异值曲线在曲率谱最大峰值的位置坐标k处是凸出的,则有效奇异值的个数为k;如果奇异值曲线在k处是凹进的,则有效奇异值的个数为k-1,通过信号处理实例证实了这种结论。基于曲率谱的SVD准确地提取到了轴承振动信号中由于滚道损伤引起的调制现象,并据此可靠地判断出了滚道剥落坑总数。     

混纺纱截面图象的识别和分析

选取由三种具有典型横截面形状的纤维(兔毛、晴纶和粘胶)组成的混纺纱作为研究对象。经过高通滤波、二值化后,对输入图象进行细化。为了消除存在的孤立点或孤立团,本文对 Hilditch 细化算法作了改进。纤维的轮廓通过以最小夹角原则跟踪获得,然后对轮廓进行平滑并计算其曲率,根据曲率变化以及轮廓内是否有孔洞对纤维进行分类、识别.最后根据识别的结果进行定量分析。     

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．