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.     

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．     

基于图像的激光切割曲线插补算法

针对当前普遍使用的曲线插补算法存在计算复杂、插补段数多等缺点，满足不了对切割速度和精度要求的问题，提出了一种基于图像的圆弧插补算法。该算法一方面通过图像膨胀算法绘制误差区域，采用沿插补曲线逐点提取颜色与判断的方法计算插补精度，取代了以往繁琐的误差计算过程，减少计算量约50％；另一方面，采用边计算精度边延长插补曲线的圆弧生长法，使每段插补圆弧尽可能地长，从而减少了对切割质量和切割速度都非常不利的段间跨越点，在提高切割质量的同时更提高了切割速度。最后。通过一个与以往算法的比较实例，对此算法进行了验证。     

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．     

CNC系统中三次参数样条曲线的插补算法

根据三次参数样条曲线的矢量表示方法，导出了一种ＣＮＣ系统中样条曲线的实时插补算法，该算法不仅精度高，理论上可使所用插补点都落在曲线上，而且计算量不大，插补速度快，插补轮廓步长由允许弓高误差及编程速度决定，理论分析和表明，这种算法能获得加工要求的插补精度，其插补速度能满足ＣＮＣ系统的实时性要求。     

组合自由曲面数控加工中的自适应策略

提出一种由直接插补和离散ＮＣ编程组成的组合自由曲面混合数控加工方法，并给出了三种自适应策略：加工区域的自适应分割、用于生成无干涉刀具轨迹的曲面自适应三角化和沿曲面／曲面交线自适应步长加工。     

基于双圆弧法的摆线针轮数控编程系统设计

在介绍双圆弧法计算原理基础上,采用连续双圆弧法插补方式,通过控制插补误差实现加工步长的动态伸缩,获得满足数控机床圆弧插补的轮廓节点数据;开发了相应的数控程序生成软件;只需输入摆线针轮的几个参数,即可获得摆线行星轮的数控加工程序,实现了任意齿数摆线轮数控自动编程;根据轮廓节点数据以及刀具中心轨迹坐标,可对摆线轮的加工过程进行运动仿真.摆线轮数控磨削的实验结果验证了理论推导的正确性和软件的实用性.     

复杂轮廓曲线的样条插补与速度规划方法

针对复杂轮廓曲线数控加工高速高精度控制要求,基于B样条曲线理论,提出了3次B样条曲线插补算法,通过预判加工速度,采用3次B样条曲线不同段间连接点的切矢量求解,建立以时间为参数的样条曲线方程,同步完成插补轨迹规划和速度规划.经过仿真分析表明,该算法的计算效率高,可满足加工精度与速度平滑要求.     

空间等半径过渡曲面成形刀纵向加工的算法

根据三次参数样条曲线的矢量表示方法，导出了一种ＣＮＣ系统中样条曲线的实时插补算法．该算法不仅精度高，理论上可使所有插补点都落在曲线上，而且计算量不大，插补速度快．插补轮廓步长由允许弓高误差及编程速度决定．理论分析和实验表明，这种算法能获得加工要求的插补精度，其插补速度能满足ＣＮＣ系统的实时性要求．     

管端相贯线坡口切割割炬位姿控制

针对管端相贯线坡口切割过程中存在三维空间曲面加工问题，研究割炬轨迹的保证和姿态的选择是获得良好加工质量的关键．利用空间解析几何原理，建立了管-管。管-板及管-管、板相贯带坡口切割时割炬位姿控制数学模型．提出了最大Z坐标原则求管-管、板相贯线坡口切割割炬轨迹的方法．对管-管、板相贯线坡口切割实例进行了割炬位姿控制仿真分析，研究了在不同相贯段时割炬位姿和两面角、坡口角以及割炬姿态角等相关参敷的数学表达式，理论研究表明在拐点处割炬姿态的转变应分多步进行，从而保证拐点处的切割质量．为管端相贯线坡口精确数控切割提供了理论基础．     

基于虚拟仪器技术的管贯线数控切割系统

石油、桥梁、电力等行业需要高效率、高精度、高性价比的管贯线数控切割系统．在研究管贯线数控切割原理的基础上，建立了适用于加工多个圆柱管任意角度相贯线的通用数学模型，开发了基于虚拟仪器技术的管贯线数控切割系统．系统工作原理是，将形成相贯线的曲线运动转化成钢管的转动和焊枪的水平运动，根据模型将两个分运动的位移换算成脉冲个数，由步进电机控制卡发出脉冲，经两台电机的复合运动即可得出所需的相贯线．此外，系统通过动态调整脉冲发出的速度来保证焊枪的切割速度恒定．试验表明，系统可以很好的满足加工要求．     

三坐标曲面加工中球形刀的刀位分析

本文从理论上对三坐标曲面加工中球形刀的刀位点、走刀步长、切削行宽度及刀具半径等计算 作了分析。适用于曲率变化不大的曲面加工中走刀步长及切削行宽度的估算。     

管材相贯接头焊材用量的参数化计算

针对导管架建造过程中存在大量管件相贯的焊接作业,对管件相贯焊材用量的计算进行了研究.在建立两管相贯线焊接坡口数学模型的基础上,用积分法在被切管的轴剖面上计算焊缝的截面在其相邻小角度内的焊缝体积,再在整个支管圆周内根据两面角选择不同的两面角模型分段积分求解总的焊材填充体积.对多管搭接类型先应用相贯线方程求出支管与各管相贯的角度区间,再按两管相贯方法进行计算.在此基础上结合其他一些常用的焊接接头类型开发了焊材计算软件,说明了软件使用方法,并对软件进行了测试计算.结果表明,该方法能够显著提高焊材用量计算的效率和精度,计算误差控制在3%以内.     

空间岔管展开图设计计算研究

本文研究了空间锥形与圆柱形的岔管设计,找出了岔管设计的展开图（下料图）计算数学模型,建立了一组相贯线影射到展开平面的递推公式与迭代算法 .利用数学模型设计空间岔管的展开图,既可精确、快速地计算下料中的曲线坐标值,又能利用计算机进行辅助设计和模拟装配,从而达到耗材少、相贯体吻合性好的设计效果 .     

管接头切口相贯线加工装置设计

通过对圆柱管道垂直正交相贯线的研究，对直径不同的垂直正交管道焊接切口曲线加工原理进行了分析，设计出一种结构简单调整方便的切口曲线加工装置。     

管材切割机的研制

针对国内对薄壁圆形管材的切割效率低,工人劳动强度大等缺点,设计了一种新型的管材切割设备.该装置采用工件旋转、割炬固定的激光切割工作方式,结果表明可以提高加工精度,提高生产效率,实现自动化生产.     

顶管施工模型试验系统研发与应用

针对顶管施工产生的施工扰动问题和现有模型试验设备的不足,研发对管壁注浆压力、土仓压力和土体损失率能进行精确控制的室内顶管模型试验系统,并以海口给排水管网改扩建工程为背景,通过管线预埋的方式研究近间距顶管顶进对既有管道和地表竖向变形的影响.研究结果表明:研发的室内模型试验系统可以精确控制管壁注浆压力、土仓压力和土体损失率,试验系统得到的数据正确可靠;顶管顶进时会对既有管道产生附加应力,但附加应力远小于围岩应力,实际现场中无需考虑附加应力对管片承载的影响;现场顶进施工需对机头的切削速率和顶进速率进行协同调控,且严格控制出土速率,从而实现对地表竖向变形的有效控制.可为今后现场平行顶管施工提供有效指导.     

管道相交处几何形状对局部阻力影响的研究

在管流过程中沿程流体因克服摩擦阻力作功会有能量损失。而在边界形状有突然改变的局部区域如管道相交处，由于过流断面尺寸突变引起主流脱离边界并形成旋涡则会引起局部能量损失。提出管道相交处局部阻力与边界几何条件之间的量化关系，为设计合理的边界几何尺寸提供必要的理论依据。     

大型水厂二氧化氯应用中的问题及对策

通过对水厂一年多的生产运行状况的考察,总结了二氧化氯替代氯气预氧化、消毒工艺中遇到的问题.根据水厂的实际情况,提出了预热原料和空气、在二氧化氯发生器的空气管路上加装流量计和报警装置、改善管路设计、多点投加二氧化氯和对反应沉淀池和滤池进行遮光处理等多项措施,达到提高二氧化氯产率、保证工艺的稳定性、确保二氧化氯发生器的安全性,降低二氧化氯的衰减速率的目的.