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。     

函数曲线的双圆弧拟合

工程上常用的有四种平面曲线双圆弧拟合方法，各有其特点，本文讨论了平均转角拟合法，给出了一种按逼近精度要求对函数曲线进行双圆弧拟合的实用方法。     

一种用二次曲线偶逼近三次平面Bezier曲线的算法

［１］和［２］研究了用双圆弧逼近三次平面曲线的算法．采用二次曲线偶逼近三次平面Ｂｅｚｉｅｒ曲线，得到一种用二次曲线偶逼近三次平面曲线的算法，它保持逼近曲线的整体光滑性，比用双圆弧逼近精度高，速度快．本算法亦适用于用二次曲线偶逼近其它类型的三次平面曲线．     

微细磨料水射流抛光异型零件路径规划及算法

应用空间圆弧和空间样条曲线两种规则曲线的插补算法,对多自由度磨料水射流喷嘴在笛卡尔坐标系中抛光异型陶瓷零件进行路径规划。通过建立理想状态下的微细磨料水射流射流束抛光数学模型,采用矢量法对复杂的运动轨迹利用圆弧和样条曲线来逼近,在MATLAB软件环境下建立了磨料水射流复杂曲面的抛光运动数学模型,并对其进行数值模拟。模拟结果表明,运动数学模型所得到的运动轨迹符合射流束抛光要求,从而证明了该模型的有效性和先进性,为深入研究微细磨料水射流抛光轨迹优化提供了重要的理论基础。     

最佳一致逼近及容差平滑圆弧拟合平面点列

本文应用最佳一致逼近及容差平滑的分段圆弧拟合列表点列平面曲线。本方法具有拟合误差最小;误差不大于给定值时,拟合圆弧段数最少;圆弧段交接处平滑性可控;一定的平滑数据作用,便于直接用于数控加工、绘图等优点和工程实用意义。     

离散点列的局部双圆弧逼近

给出一种用双圆弧逼近离散点列的算法，该方法对数据点列没有任何限定性要求。先对离散点列用三次样条曲线插值，求出型值点的一阶导数，然后对三次样条曲线用双圆弧逼近。由于采用局部双圆弧逼近，该算法对大挠度和小挠度样条曲线均适用，从而克服了传统双圆弧逼近只能针对小挠度样条曲线的缺点。实验表明，该算法稳定、健壮，且能保持曲线的整体光滑，达到C^1连续。     

液力变矩器的循环圆设计

从液力变矩器的工程设计出发,提出一种利用三段圆弧和两段圆弧逼近非圆弧的液力变矩器循环圆的方法。建立轴面流线方程,推导出圆弧拟合的方程,在给定的约束条件下,对相切圆弧逼近非圆轮廓曲线的目标函数的变量进行优化。比较拟合曲线的过流断面与非圆曲线过流断面的误差,在加工精度允许的条件下选择相应的加工方法,节省成本、减小数控加工的难度。     

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。     

空间NURBS曲线的双圆弧逼近

给出了用双圆弧样条来逼近空间NURBS曲线的方法．先用折线逼近NURBS曲线，再在给定误差限内用双圆弧样条来逼近折线．在误差估计中，给出了空间线段与圆弧的距离表达式，以此来求最大误差．该方法能在给定误差限内以尽量少的双圆弧段数逼近NURBS曲线，适合数控加工等方面的应用．     

圆弧的低次多项式曲线等弧长逼近

主要研究了三次和四次多项式曲线等弧长逼近圆弧的求解算法.对于三次Bézier曲线,讨论了曲线弧长与相邻控制顶点之间距离的关系,从而得到稳定的数值方法求解曲线控制顶点.对于四次PH曲线,给出了等弧长逼近圆弧的精确解.实例表明,在保证弧长相等的条件下,低次多项式曲线能够较好地逼近圆弧.     

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 ]…     

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.     

WEDM中异型面数控编程及电极丝倾角验证

基于对直纹面加工原理的分析,研究了复杂直纹面电火花线切割加工数控编程的相关技术：轨迹标注原则、对应点的求取算法、对应曲线的等误差同步线性逼近方法以及电极丝最大倾角的计算方法。其中,等误差同步线性逼近方法能产生更少的逼近线段、生成更短的数控代码,电极丝最大倾角的计算方法有效地解决了编程中对电极丝最大倾角的求取,以上技术在我们开发的慢走丝电火花线切割数控编程系统中得到了验证和应用。     

基于数控铣床的半径补偿算法

为解决刀具半径影响加工精度的问题, 对刀具和半径补偿进行研究,基于数控铣床, 提出一种通过判断相邻曲线转接方式实现半径补偿的算法, 给出半径补偿算法的实现步骤, 并编程实现。实验结果表明, 该算法适用于直线和直线、 直线和圆弧、 圆弧和直线以及圆弧和圆弧相邻的所有半径补偿类型, 且具有误差小, 求解高效等优点。     

基于UV线的几何旋转变形回弹补偿算法

针对汽车高强钢板结构件的特点和回弹变形规律,提出了一种基于UV(等参)线的几何旋转变形回弹补偿算法.该算法利用UV线对曲面进行离散,通过截面线的旋转变形原理获得离散点的变形量,并以曲面原有UV方向对变形后的离散点进行曲面重构.该算法考虑了冲压方向的回弹补偿修正量,以满足冲压工艺性.介绍了几何旋转变形算法的实现流程,并利用CAA(组件应用架构)技术将算法与CATIA(计算机辅助三维交互应用)平台无缝集成,以获得较高质量的模具几何补偿型面,可以直接用于数控加工.最后以一个典型的高强钢板汽车结构件的几何旋转变形回弹补偿来验证该算法的有效性和可行性.     

基于UG/MFC的复杂弯曲件回弹修正算法研究

针对复杂弯曲件拉弯成形过程中存在的效率低、精度差及回弹经验数据无法保存等不足,本文提出了一种基于圆弧逼近的空间样条三参数分段非均匀回弹修正算法,首先将样条线分段并把各段离散为切矢连续的一组圆弧,同时修改各组圆弧的曲率半径、挠率半径和扭转角等参数,从而达到对整根样条线回弹修正的目的。结合MFC利用UG/OPEN API编程实现了复杂弯曲件引导线回弹修正功能及其交互式用户界面。对汽车弯曲件应用实例结果表明,该方法可以有效地进行弯曲件三参数分段非均匀回弹修正,具有重要的工程应用价值。     

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     

面向STEP-NC自由曲面特征的加工操作方法智能决策

为提升复杂零件工艺规划的集成化和智能化,提出一种基于混合算法面向STEP-NC自由曲面特征的加工操作方法智能决策方法.首先,构建了面向STEP-NC自由曲面特征的加工操作方法决策BP神经网络模型.然后,基于自适应视野策略、自适应步长策略和混沌算法给出了改进的人工鱼群算法,并与BP神经网络相融合设计了用于STEP-NC自由曲面特征加工操作方法决策的混合算法.并利用归一化的零件加工信息实现了STEP-NC自由曲面特征的加工操作方法高效智能决策.最后,通过实例验证了该方法的有效性和可行性.     

结构-运动特性矩阵的NC程序验证及效果

提出一种基于微机实现加工中心运动仿真的有效方法 ,使几何验证环境按照由简到繁的层次化建模方式来实现 .给出用于实现 5轴数控加工中心运动仿真的二叉有向构造图 ,以及结构运动特性矩阵 .将加工中心的几何结构信息和运动方式信息 ,有效地统一在一个矩阵中 ,方便了运动仿真算法对数据的处理 .又给出了基于该环境的运动仿真实例和复杂曲面 NC程序验证效果 .运行结果表明 ,该解决方案是在微机上实现复杂曲面 NC程序验证的有效方法 ,能拓展 NC程序验证系统的应用范围 .