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0.01μm,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。     

三参数曲线插补原理

基于三参数曲线的数控加工轨迹生成方法是对目前的数控加工中刀具路径生成的截面线方法的推广,拓展了截面线方法的研究思想和研究内容.提出了三参数曲线的基本定义和表示,分析了三参数曲线的几何特性,建立了三参数曲线的几何特性和刀具运动特性之间的关系,在此基础上,运用近似泰勒级数展开方法提出了参数插补原理,进一步地提出了三参数曲线的插补原理.     

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.     

虚轴机床磁力研磨刀具轨迹点的空间插补

基于东北大学研制的三杆五坐标并联虚轴机床的双摆动刀具结构 ,建立数学模型 ,对磁力研磨的刀具轨迹点的空间直线插补、圆弧插补进行了研究 ,推导出插补点的计算公式·采用了一种新的圆弧分类方法 ,对不同种类的圆弧建立不同形式的辅助坐标系 ,通过坐标变换将原坐标系中圆弧插补转换为辅助坐标系中圆弧插补 ,利用辅助坐标系的不同设置及改变步长的正负号处理了圆弧过象限情况 ,解决了圆弧插补问题 ,达到了虚轴机床对自由曲面模具表面的磁力研磨的目的     

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.     

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.     

样条曲线在三维激光切割控制系统中的应用

研究了一种新型的基于工业ＰＣ的三维激光切割控制系统,由于实现了示教点的样条拟合相三维曲线的直接插补,而不必采用传统的以直线段或圆弧段拟合的方式,从而在加工轨迹数学模型的获取与后续加工的集成方面较好地满足了大功率三维激光切割机的使用要求。     

非均匀B样条曲线的插补算法

针对一般的轮廓控制加工系统在插补二次曲线或三次曲线时,用直线和圆弧插补进行拟合逼近处理存在分段多,光顺性差,精度低以及加工速度慢的缺点,利用B样条曲线良好的局部控制性和计算机CPU处理速度快的优点,提出一种基于三次非均匀B样条曲线的插补算法,该算法已成功应用于快速原型制造系统中。     

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。     

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。     

样条曲线在三维激光切割控制系统中的应用

研究了一种新型的基于工业ＰＣ的三维激光切割控制系统．由于实现了示教点的样条拟合和三维曲线的直接插补,而不必采用传统的以直线段或圆弧段拟合的方式,从而在加工轨迹数学模型的获取与后续加工的集成方面较好地满足了大功率三维激光切割机的使用要求．     

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.     

基于刀具矢量的并联机床插补研究

为了直接利用CAD/CAM软件提供的标准刀位文件中的刀具矢量信息,以一种六自由度并联机床为例,在简化多余自由度选取的基础上提出一种描述刀具空间位姿的新方法,并对刀具矢量在并联机床空间直线、圆弧粗插补阶段位姿控制中的应用进行了研究.     

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.     

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。     

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.     

NURBS曲线机床动力学特性自适应直接插补

提出了一种具有机床动力学自适应能力与曲线前瞻控制能力的NURBS曲线插补算法．算法通过分析加工曲线的几何特征与机床的动态特性,获取曲线插补的前瞻控制信息;并用于指导实时插补．整个插补分两个阶段,首先通过曲线性态与机床特性,运用遗传算法,获取曲线中特殊点的信息,作为曲线插补的前瞻控制信息;然后依据此信息,在实时插补中对插补速度进行校验调整,实现高速曲线插补．该算法较目前同类算法有三个优点：具有机床适应性,能在不同的机床上均可加工出高质量的工件;加工轮廓精度高,进给速度可随曲线曲率自适应调整,保证了插补的轮廓精度;速度波动小,既保证了加工件的表面质量,又避免对机床造成过量冲击．     

复合插补实现的椭圆插补法

以圆弧插补算法作为基础插补算法,直线插补算法作为复合插补算法,可以获得椭圆插补的一种新算法．与当前使用的椭圆插补算法相比,该算法的插补计算量小、输入参数规范．     

数控系统最小偏差插补算法的优化研究

在CNC系统中,插补算法的优劣影响着零件加工的质量和速度,而已有的算法大多无法满足插补精度高、轴连续运动的加工要求.针对这种情况.在二维直线插补基础上.提出了一种插补精度高的最小偏差法三维直线插补算法.     

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。