实时特征插补原理研究

提出了面向实时加工的基于特征的产品模型概念，讨论了基于二级工艺规划原理和三级插补原理的实时特征插 建立基于实时特征插补原理的新型数控系统。     

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．     

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．     

一种椭圆插补的改进算法

针对现有基于圆心角分割的椭圆插补算法插补公式复杂,影响数控插补加工的实时插补速度的问题,在时间分割插补算法原理的基础上,提出一种基于圆心角分割的椭圆插补改进算法,推导出改进的插补公式,得到具体的算法流程.通过实例计算与分析表明,在同一NC平台上,该改进算法能够达到基于圆心角分割的椭圆插补类似算法的插补精度,并具有更好的实时性.     

关于NURBS曲线插补算法的研究与改进

在分析NURBS曲线现有插补算法的基础上,着重研究了三次NURBS曲线实时插补技术。针对部分算法的不完整或效率低,提出了一种简单快捷的插补算法。采用NURBS曲线的矩阵表达式,将整个插补过程分解为插补预处理和实时插补。在插补预处理中完成了大量的计算,预处理的计算结果直接应用于实时插补,使插补算法满足了NURBS曲线插补的实时性要求,再辅以必要的轮廓误差控制,实现了加工速度自适应于加工路径的NURBS曲线直接插补。     

迭代算法的曲线插补进给速度控制方法

在数控加工中,为了满足较高的加工精度和保持恒定的进给速度要求,提高数控加工复杂零件的能力,数控系统插补器需要采用较复杂的插补算法,其计算量大,耗时多,影响加工速度.针对这一问题,根据参数曲线数控插补原理,指出了Taylor展开算法和迭代算法,给定曲线,利用当前弦长和当前插补点,精确算出下一插补点.在迭代次数和迭代误差都小于设定值时结束迭代,即可算出下一插补点,且保持当前点和速度,否则继续迭代直到满足要求为止,给出了基于迭代算法的曲线实时插补进给速度的控制方法.仿真实例结果表明,提出的算法能够满足各种不同参数曲线的加工.与常规插补算法相比,该算法通用性强,计算量小,进给误差小,计算精度高,提高了加工效率.     

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。     

任意三维抛物线的一种高速插补方法

基于参数方程的矢量表示方法，导出了一种ＣＮＣ系统中任意三维抛物线的高速插补算法．该算法不仅理论上可使所有插补点均落在抛物线上，而且由于实时插补过程中只有加法运算，插补速度极高，因而适用于任何硬件环境．误差分析表明，只要合理选择参数增量，总能保证插补的弓高误差满足加工精度要求．本算法可应用于二维抛物线的插补计算     

基于Gauss-Legendre求积的参数曲线实时插补

提出一种基于Gauss-Legendre求积和多项式插值的复杂参数曲线（包括高次多项式曲线、Bezier曲线、B样条曲线、NURBS曲线等）实时插补算法。该算法分插补预处理和实时插补两大部分，首先通过auss-Legendre求积公式计算曲线的弧长，然后将曲线按参数范围等分成若干区间，建立等分点参数值与弧长的对应表，再按多项式插值的方法计算各插补周期末的曲线参数值。文中还对曲线插补中进给速度平滑控制和减速点参数值的预测作了详细分析。对扩充数控系统的轨迹控制功能，简化零件程序，提高加工精度具有重要的意义。     

基于PSO--BP网络的数控系统插补控制研究

插补控制是数控机床加工控制的核心技术,将智能优化算法和神经网络技术相结合,建立了PSOBP网络的插补控制模型。以坐标位置和速度为输入,下一点坐标位置、切线角、曲率半径为输出,搭建了BP网络模型,采用PSO优化算法对网络权值和阈值进行优化处理,最终获得PSO-BP插补控制模型。通过复杂加工曲线仿真试验分析,验证了PSO-BP网络数控系统插补控制的有效性。提出的数控系统插补控制能够提高复杂零件插补的精度和速度,对超精密零件加工的插补控制提供了一定的参考。     

自由曲面CNC高速高精加工

介绍了在ＣＮＣ系统上实现自由曲面加工运动轨迹直接插补控制的原理、方法与取得的成果，使ＣＮＣ系统具有对工程曲面的直接加工和工艺参数的修改适应能力与高速高精加工性能，直接使用类ＡＰＴ的高级语言，大大简化零件程序信息和加工辅助工作，使曲面精加工经济而高效．     

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.     

基于累加弦长的三次参数样条曲线的插补控制

对复杂的曲线、曲面的高速高精度加工一直是数控加工中的一个难题。该文分析了影响曲线、曲面加工精度和速度的因素,提出了一种基于累加弦长的三次参数样条曲线插补算法,并采用脉冲均匀化、速度预处理等方法,将其运用于GL-2000数控系统取得了非常好的效果。     

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.     

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.     

参数曲面上投影曲线的直接插补算法

用传统方法加工复杂曲面时,由于计算机数控系统的轨迹控制能力不强,过分依赖数控编程,因而带来很多问题．针对这种情况,文中针对参数曲面上以投影方式形成的空间曲线轨迹,提出了一种直接插补算法．应用该算法,可以实现对参数曲面局部加工区域内生成的刀轨的直接插补运算．该算法的实现提高了数控系统的轨迹控制能力．文中最后给出了一个曲面局部加工实例来对算法进行验证．仿真结果表明,给出的算法简单、可行而且有效．该算法也可以推广应用于曲面的整体加工．     

NC特征的概念及自动生成方法研究

提出了用于抽象描述数控加工工艺信息的NC特征概念,使特征的概念贯穿产品生产的整个过程,形成特征工艺链;并讨论基于知识的NC特征的自动创成方法.     

对夹方法兰数控加工工艺与传统加工工艺的比较

对夹方法兰是智能差压变送器仪表上的关键零件,其制造工艺制定的是否合理对仪表质量会产生较大的影响。本文通过对对夹方法兰两种制造工艺方案的比较、分析和探讨,得出了最佳加工工艺路线。     

螺旋锥齿轮数控展成轨迹生成及直接插补算法

给出了螺旋锥齿轮五坐标NC展成加工运动和直接插补算法，该直接插补算法以NC原理上的最小步长逼近展成轨迹，可获最大展成运动精度，在综合考虑展成允许误差，机床动力特性及伺服驱动能力的基础上，给出了进给速度的限制修正及平滑处理算法，该算法可作为螺旋锥齿轮数控机床数控系统核心处理算法。