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0.01 μm,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。     

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。     

变圆心角增量等步长椭圆插补算法

椭圆插补算法是椭圆轮廓数控加工的关键技术.文章从椭圆的参数方程出发,运用数据采样插补算法的基本原理,通过改变插补过程中每一个插补周期所走过的圆心角增量来保证轮廓步长的稳定,利用椭圆参数方程来保证插补点始终位于椭圆轮廓上,研究得出变圆心角增量等步长椭圆插补算法.该算法运算简单,插补精度高,能保证加工时进给速度的稳定.     

基于LabVIEW的数控铣床螺旋插补算法

采用螺旋插补算法控制刀具的运动轨迹以实现加工工件的螺旋形状,并运用LabVIEW软件对算法进行了仿真.结果表明,该插补算法能够在数控铣床中实现,并能够插补出高精度的螺旋线,满足数控铣床插补实时性的要求.     

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。     

吹塑模具刀位轨迹的后置处理与数控仿真

在VERICUT软件中构建吹塑模型的虚拟数控加工仿真平台,分析了某吹塑模具的数控加工工艺过程,基于NX8.0后处理器生成专用的NURBS曲面插补数控程序,并且保证VERICUT软件中能够使用,通过在该虚拟数控加工平台中吹塑模具整个加工过程的仿真模拟,验证了NX8.0加工模块后处理器通过NURBS曲面插补生成的VHP800-5AX五轴联动加工中心加工吹塑模型数控程序的正确性,采用专用后置处理器,由于针对具体的数控机床和数控系统,生成的数控程序无需修改,可以直接用于数控机床进行零件的加工,提高了工件表面的加工质量。     

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．     

基于C＋＋ Builder的数控插补动态仿真

分析了数控机床加工精度的影响因素,以直线、圆弧为例,介绍了逐点比较法的数控插补原理,给出了动态仿真系统的模块化设计组成.结合C＋＋ Builder实现了数控插补的动态仿真,使得数控插补更加直观、形象.     

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。     

基于最小偏差法的过象限圆弧插补统一算法

在对最小偏差法及圆弧插补的进给方向识别过象限处理方法等关键问题进行研究的基础上，给出了处理过象限圆弧插补的基于最小偏差法的统一算法，解决了开放式数控系统软件开发过程中，包括整圆插补在内的跨象限圆弧段处理方面的难题。该算法适用于目前流行的开放式数控系统和各种CNC系统。     

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。     

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     

四坐标数控铣床的开发

主要介绍了普通Ｘ５２Ｋ铣床开发成四坐标数控铣床的性能和特点．同时应用了一种新的插补算法─—偏差比较法，该方法可用于直线、圆弧及一般二次曲线的插补．     

圆弧插补的一种算法

常用的时间分割圆弧插补算法 ,麻烦、误差大、执行速度慢。本文提出一种新的时间分割圆弧插补算法 ,作了证明 ,并通过实例进行验证 ,该算法简单、插补精度高、执行速度快 ,可以方便地应用于两坐标两联动CNC系统。     

基于开放式结构的并联机床数控系统建造

结合并联机床数控采用以“PC＋适配器”为硬件平台,以Windows操作系统为软件平台建造样机的开放式数控系统,着重研究数控系统的总体方案、硬件平台建筑技术、多任务实时调度策略、用户界面设计技术及并联机床仿真技术,并按照软件工程思想编制了数控系统软件。     

高速进给条件下数控机床圆轨迹运动的激光非接触法误差分析

提出一种检测加工中心在高速进给条件下精度的非接触方法.以三轴加工中心为例,介绍了这种方法的数学理论基础.利用两个激光干涉仪分别测出加工空间XY、YZ和XZ平面内的坐标值和半径误差等信息,把这些数据代入已经建立的数学模型中,程序即可自动计算出机床的静态和动态误差.该方法检测时的进给速度是接触法的6倍,更适用于现代高速进给机床的精度检测,而且检测精度比接触法高,检测范围更宽.     

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。     

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 ]…