鞋楦三维数控加工算法分析

在使用三维离散法造型技术来描述鞋楦外轮廓表面的基础了简要介绍了数控刻楦机的加工原理,并主要针对加工过程中的刀位点确定进行了详细的算法分析。从空间解析几何的角度出发,为刻楦机建立了空间坐标系,推导出铣刀旋转包络面的空间方程,根据楦加工特征提出最小距离法,并将其应用到鞋楦刀位点的计算中,最终加工出来的楦精度和光洁度均达到常规制楦要求。     

数控刻楦机CAD/CAM方法研究及实现

研究了一种实现鞋楦数控加工的方法.着重分析了对鞋楦数据的处理、伺服电机步距当量的选择和利用数字直接定义加工程序的方法.此外,还分析了避免误差累积的实现方法,使数控刻楦机能高速、高质、安全地进行加工.     

数控刻楦机加工鞋楦的方法

描述了鞋楦ＣＡＤ／ＣＡＭ的系统结构,并介绍了系统输出设备－数控刻楦机的加工原理。着重分析了利用直接数字定义进行加工编程的方法,对圆整误差和步进电机的运行频率作了特别处理,不仅避免了误差的累积,而且使步进电机始终运行在最佳工作频率段上,从而提高了鞋楦的加工精度和速度,并保证了步进电机的使用安全。     

数控刻楦刀位点算法研究

针对现有刻楦系统存在的不足提出了新的鞋楦数控加工原理，并以该原理为基础进行了详细的数控刻楦刀位点算法分析。该算法采用当今加工自由曲面最流行的球头铣刀作为加工刀具，解决了刀位点计算复杂的问题，使鞋楦数控加工位点的计算时间大大缩短，提高了设计效率，而且刻楦工艺灵活，精度也得到了保证。     

定制鞋楦系统加工轨迹的自动获取

为满足制鞋业中个性化制鞋的需求,提出了个性化鞋楦的定制过程.首先用三维扫描方法获得脚形图像,预处理和修改后得到符合设计的鞋楦数据云,然后通过改进的三次样条插值和最小二乘均修的方法,对设计完成的鞋楦点云数据进行光滑处理,最后用细分求法矢与解三角形方法获取鞋楦三维模型的刀具加工中心轨迹,完成鞋楦加工轨迹的自动获取.该方法可将基于三维扫描的定制楦型数据快速自动转换为加工刀具轨迹曲线,并在制楦允许误差范围内保证了加工曲线的光顺性.     

鞋楦曲面数字化特征识别与数据压缩

在鞋楦曲面数字化处理中 ,为了保证鞋楦数字化建模的精度 ,对母楦检测采样数据进行预处理是十分必要的 .针对鞋楦加工中对鞋楦转折锐边的特殊要求 ,提出离散数据特征信息识别法以及适用于鞋楦数字化的数据压缩和存储的有效方法 .     

鞋楦底部棱边提取与底面展平

鞋楦是制鞋的基准,楦底部棱边在制鞋工艺中具有重要作用。从鞋楦三维面形光电自动测量系统获取的鞋楦三维数据点模型出发,提出了一种基于二阶差分的尖点识别方法,进而获得了鞋楦底部棱边的信息,并在此基础上给出了展平鞋楦底面的方法,得到了鞋楦底面的展平图.手工复楦方法和面积计算方法均表明楦底棱边提取具有较高精度.     

皮鞋鞋楦ＣＡＤ／ＣＡＭ技术

介绍了基于光电测楦机,内腔测量仪和数控刻楦机等硬件支持的皮鞋鞋楦ＣＡＤ／ＣＡＭ系统及它的功能,给出了皮鞋鞋楦自由曲面的数学描述模型,解决了系统实现的一系列相关技术问题,并在ＶＣ５.0下进行了编程实现并调试成功,实现了鞋楦的测量、设计和数控加工的一体化。     

鞋楦曲面数字化级放方法的研究

根据鞋楦级放原理与级放规范,研究了实现鞋楦曲面数字化级放的方法.着重分析了通过坐标系变换解决母楦曲面数据空间坐标系与级放空间坐标系不一致产生的问题并给出了解决方法,提出通过双线性内插法和设置围度与长度级放误差补偿因子来提高鞋楦级放精度的方法.     

3C技术在制楦工业中的应用

鞋楦是制鞋工业中皮鞋款式的基准。传统的手工制楦方法制作周期和生产效率低，严重地制约了整个制鞋业的发展。基于此，作者提出了鞋楦3C（CAMe/CAD/CAM)集成技术的概念和系统组成，并着重讨论了楦形测量、鞋楦CAD技术、鞋楦CAM技术在制楦 工业中的应用。     

RFQ电极参数计算和加工程序 — RFQPOLE

介绍了RFQ加速器电极参数计算程序FRQPOLE。该程序可以直接调用RFQ束流动力学计算程序PARMTEQ的输出文件,采用准正弦近似求出加速器电极极面参数随纵向位置z的关系。然后以北京大学26MHz 1MeV O⁺的微翼型RFQ电极为例进行了计算,求解出电极极面参数后给出直观的电极图形和铣刀模拟加工过程。     

基于PMAC的虚拟轴机床数控系统

数控机床可以完成各种复杂形曲面的零件加工.研究了用于固体火箭发动机复杂形药柱整形的虚拟轴机床数控系统,介绍了三杆四自由度虚拟轴机床数控系统的控制原理、硬件组成及软件结构.数控系统以"PC PMAC"为硬件平台、以Windows操作系统为软件平台,构建虚拟轴机床的开放式数控系统,充分利用PMAC的多轴联动控制和快速实时通讯能力以及PC机丰富的软件资源和高效的数据处理能力,实现了虚拟轴机床的人机交互、位置伺服控制和全闭环控制等功能.     

磨削加工的计算机分布式控制系统

研究了对钻石，水晶，金属玻璃等的磨削加工处理方法。研制开发了由单片微机构成的X－Y－Z三轴同步控制的智能加工装置，组成了由中心加工服务器，多台智能磨削控制装置通过RS485串行总线的构成的分布式控制系统，解决了由CAD设计到磨削加工NC指令的自动转换和数据传输，该系统已投入实际生产运用。     

一种新的四轴加工刀轴矢量算法

根据回转型自由曲面四轴加工的特点，对刀轴矢量的形成进行了分析研究，提出了一种新的计算刀轴矢量算法，用垂直于回转轴的平面与刀具运动方向和前导角形成的圆锥面求交，生成刀轴矢量，该算法很好地解决了当曲面法矢在回转平面内投影为零时，刀轴矢量难以的问题，加工实例表明，该算法稳定，可靠，具有实用价值。     

基于中轴变换的刀具优化选择与刀具路径规划

基于中轴变换思想,提出了一种平面域数控加工的多尺寸刀具优化选择方法.根据给定平面域的中轴变换结果,以最大中轴变换圆为依据,确定粗加工的刀具直径,并规划相应的环切法刀具路径和残留的未加工区域;根据残留未加工区域对应的中轴变换结果,确定清角加工的刀具直径和刀具路径,重复该过程直至完成清角加工;最后进行清根加工.该方法有助于数控加工刀具的合理选择,缩短切削路径的长度,从而提高加工效率,可用于模具型腔的数控加工.     

实轴空间综合约束下的数控加工速度前瞻策略

为了避免数控高速加工中由高曲率区域引起的机床驱动轴的运动突变、机床振动和工件过切,提出了基于实轴空间综合约束的数控加工速度前瞻控制策略.该方法应用切削运动的S形曲线速度规划方案,对机床实轴运动数据进行速度、加速度、冲击约束检测,整体提前寻优确定S形速度前瞻的过程参数,并提出了速度规划节点分离法对切削路径进行分段独立S形曲线速度的规划.仿真和试验表明,采用该方法进行速度前瞻处理时,可使加工速度平滑连续,不仅消除了各驱动轴运动突变引起的冲击振动,而且有效地解决了五轴数控加工中的速度控制问题,因此降低了曲面轮廓误差,满足了高速高精度的加工要求.     

平头立铣刀无过切干涉刀位轨迹的自动生成

提出了一种空间自由曲面平头立铣刀无过切干涉的刀位轨迹自动生成的新方法,对三轴和五轴联动数控加工的情形都加以了详细论述,并在计算机上成功地实现了无过切干涉刀位轨迹的自动生成．     

万能铣头工作角度的计算

万能铣床在机械加工的过程中经常用到，特别在加工斜面的时候，可以通过万能铣头的水平轴和斜轴的旋转来获得各种不同的主轴工作位置，以适应加工中各种零件的不零要求。利用立体几何学的方法，分析主轴空间位置的形成原理；推导出了加工任意斜面时万能铣尖水平轴和斜轴旋转角度和所要加工的斜面角度间的关系，对万能工作台角度的计算、具有直接的参考价值。     

复杂曲面五坐标数控加工干涉检查及刀位修正

复杂曲面五坐标ＮＣ加工编程的干涉检查和刀位修正是一个十分困难而又必须解决的问题。研究了一种行之有效的干涉检查方法。该方法首先对被加工的复杂曲面及运动到任意位置的刀身离散分割,用两组三角平面片集合代替被加工曲面和刀具;然后通过判断两组三角片是否相交以及对相交三角片的几何求交计算,来检验加工曲面是否和刀具发生干涉;并针对不同的干涉情况,给出相应的刀位修正方法。实际应用表明该方法是行之有效的。     

6PM2六轴混联镗铣床数控加工程序的处理

为解决6PM2型六轴混联镗铣床的数控加工编程问题,借助于现有成熟的五坐标编程方法和控制技术,将加工程序中对应于各虚轴的驱动量经过虚实映射变换、插补运算和速度处理,转化为混联机床各实轴的驱动量用于控制刀具的运动,最终实现了在六轴混联镗铣床上的数控加工。实验结果表明该方法可行且有效。