五坐标加工步长计算

五坐标曲面加工的理论刀具轨迹是由刀具与零件曲面的啮合关系所确定的非线性连续曲线，由此而得的机床各运动轴的理想联动规律是复杂的非线性关系，但由于目前的CNC在多轴联动控制时，一般只具有线性插补功能，理论的非线性连续曲线只能以一系列小线性段进行离散逼近后，再由CNC机床控制各运动轴作五维线性插补来实现被加工曲面的近似包络成型，由此而导致原理性的加工误差，在数控加工中，刀具在机床坐标系下的运动根据与被加工曲面的相对关系有二个方向，一是走刀轨 迹的方向，称为走刀方向，其在此方向上在一个插补周期内所移动的距离称为走刀步长。另一个是在走刀轨迹增量的方向，称为切削带步长，下面讨论这两个方向刀具的所能够移动的距离与误差的关系和进行计算。     

CNC中基于Bezier拟合的Look-Ahead轨迹规划的研究

轨迹规划是CNC系统的重要功能之一。传统CNC在处理连续微小NC程序时,存在诸如机床震颤、工件毛刺、加工效率低等问题。作者提出的Look-Ahead轨迹规划算法能解决上述问题,此算法将NC程序分成3种大路径段,将连续微小路径(CSBs)拟合成Bezier曲线,再进行速度规划和轨迹插补,在此基础上提出Look-Ahead离线插补器的结构。仿真结果表明,该算法能够实现大量微小路径的连续加工。     

基于刀具姿态控制的指令点插补算法

为克服五轴数控加工中忽略刀具姿态控制所带来的旋转轴速度和加速度不连续等问题,提出一种基于刀具姿态控制的五轴数控加工指令点插补算法。该算法根据给定的数控加工程序确定刀尖点位置集合和刀轴矢量集合,分别采用样条曲线对离散刀尖点和刀轴矢量进行拟合,得到刀尖点曲线和刀具姿态曲线,在此基础上进行指令点插补。实验结果表明,该算法能够将离散刀轴矢量拟合成位于单位球面的二阶连续曲线,保证旋转轴速度和加速度的连续性。     

数控系统中圆弧插补算法的改进和实现

文章基于数据采样插补算法的主要思路,提出了一种新的圆弧插补算法并加以实现.改进的算法在求每一个插补点时没有近似计算,故径向误差为零;大量的计算在编程时放在预处理阶段进行,故执行速度快.文章给出了程序流程图,并用Visual C++语言编程实现,文中给出了第一象限圆弧的插补源程序.对于空间圆弧的插补点计算,则是利用坐标变换的方法,但关键仍是要先求出平面上插补点的坐标.     

数控系统特殊故障排除三例

我厂从美国何丁兄弟公司进口的 5台ＳＢ - 2精密数控车床 ,均配日本ＦＡＮＶＣ - 6Ｔ系统。在使用中曾出现下列特殊故障。(1)在调试新程序过程中 ,当系统执行到换刀指令时 ,Ｘ和Ｚ轴同时向正方向快速移动约 10ｍｍ ,且位置显示不变 ,改用其它程序无此现象 ,故确定为程序问题。经检查发现换刀指令前一段程序中同时使用了Ｇ5 0和Ｇ96指令 ,将Ｇ5 0和Ｇ96顺序对掉后 ,再运行 ,故障消失。(2 )在调试新程序过程中 ,当系统执行到主轴运转指令时 ,Ｘ和Ｚ轴同时正向快速移动约 4 0ｍｍ ,且位置显示不变。检查程序发现在主轴运转指令之前执行了换刀指…     

数控加工直线段轨迹NURBS拟合

针对模具数控加工中的连续直线段刀位点轨迹,为了克服直线段插补的不足,实现参数曲线插补,提出了一种可靠的Nurbs曲线拟合算法。该算法以最小二乘Nurbs曲线拟合方法为基础,通过最优控制点搜索方法和基于直线段轨迹连续性指标分段的曲线拟合方法,对直线段刀位点轨迹拟合,可将拟合后的曲线与原始直线段轨迹间的偏差控制在要求范围内。通过仿真验证了该方法的可靠性。     

车床CNC系统复合固定循环功能的译码实现

为提高编程效率,数控系统一般都提供固定循环功能.数控加工程序需要经过译码处理后,才能提供给插补模块进行运动控制.作为固定循环指令中的复合固定循环功能,由于包含较复杂的加工信息,如何快速而正确地对其识别是译码的难点之一.文章以FANUC车床CNC系统为例,介绍了复合固定循环功能的含义以及采用C语言对该类指令进行译码的一种简捷方法.     

基于三次多项式曲线的轨迹平滑压缩算法

针对由复杂曲线或复杂分量所组成的数控加工轨迹,采用通用的插补算法难以保证其插补精度与插补速度。因此文章在分析了已有插补算法不足的基础上,提出了一种基于三次多项式曲线的轨迹平滑压缩算法,该算法通过判断相邻微小线段之间的转角大小和微小线段的段长,将待加工轨迹划分为连续微小线段加工区和非连续微小线段加工区,并将其转接处的指令点设置为特征指令点。对于连续微小线段加工区,在满足加工精度的条件下,对其进行曲线拟合将折线加工路径转化成平滑曲线加工路径,以达到压缩程序段数目和平滑加工轨迹的目的。实验结果表明,该算法可以有效地提高数控加工的效率和质量。     

数控车床刀塔换刀PLC程序编制的技术关键

本文介绍了CNC车床换刀的三种工作方式以及每种换刀工作方式的PLC程序的编制要点,T指令完成条件的确定方法。同时介绍了液压卡盘和液压尾顶安全工作模式的PLC程序编程方法。     

浅议数控机床加工中C刀具补偿下的过切现象

文章通过分析装备有CNC系统的数控机床,在C功能刀补下进行刀具半径补偿的过程,进而指出在编写工件轮廓加工程序时,如不能准确使用刀补指令,产生C刀具半径补偿下的过切现象及解决方法.     

石材桥式切割机数控系统的刀补研究

为了实现对石材轮廓的精确加工,不同刀具的刀补模块设计是开发数控系统的关键技术。通过对C机能刀补算法的研究,简述了刀补转接的几种类型及其判断算法,结合石材桥式切割机的加工特点,对锯刀、铣刀、磨刀的刀补算法进行了设计。采用PC+运动控制卡的硬件结构,以Visual C++作为开发软件,设计了石材桥式切割机的数控系统软件。运行石材桥式切割机的数控系统,对锯刀、铣刀、磨刀刀补进行仿真,并在工厂中进行加工测试。结果表明:该切割机能稳定运行,其刀补算法实现了自动刀具补偿功能。     

基于方向矢量的三维刀具半径补偿技术研究

刀具半径补偿技术是CNC系统中的关键技术之一,是加工轨迹插补运算的数据来源与依据。根据编程轨迹及刀具半径值规划出刀具中心的运动轨迹,尤其是轨迹转接点坐标值,是保证零件轮廓精度的必要前提。引入方向矢量的概念,提出一种基于方向矢量的三维刀具半径补偿技术,深入研究三坐标直线加工刀具半径补偿原理与实现方法;根据空间几何要素之间的位置关系,建立编程轮廓刀心轨迹的相应算法。仿真结果证明了该算法的可行性。     

基于LabVIEW的小型铣床数控软件的设计

LabVIEW可实现多任务并行实时处理,为数控软件的开发提供了新的平台。开发了一种小型铣床的控制软件,设计了基于LabVIEW平台的译码、刀补、插补等6个模块,最后进行了数控代码的加工仿真。结果表明,该软件可实现数控代码的编译、直线插补、圆弧插补、刀具补偿等功能。     

数控加工刀具半径补偿矢量算法的研究与实现

刀具半径补偿是数控系统的一个基本功能,该功能使不同半径的刀具编程轨迹具有通用性。采用矢量算法实现编程轨迹的转接,并在原来基础上对插入转接类型的求解方法进行改进,缩短了刀具路径,提高了加工效率。     

CNC系统刀具半径补偿功能的实现

介绍了CNC系统中刀具半径补偿的原理，提出了完整的几何转接分类算法，用VB6．0开发刀补算法程序，实现了平面轮廓的刀具半径补偿功能，该算法效率高，能够满足CNC加工的需要。     

基于直线插补的多轴联动轮廓误差控制方法

数控机床各联动轴实际动态性能不一致,会降低机床轮廓精度。针对空间复杂轮廓,提出一种基于直线插补的多轴联动轮廓误差控制方法。根据实际刀位点和用直线段逼近刀心轨迹指令曲线时的逼近节点,基于矢量法计算轮廓误差;将计算得到的轮廓误差与当前采样周期的跟随误差相叠加以控制伺服电机。在XYZ联动平台上进行了轮廓误差补偿控制实验,结果表明该方法能显著提高轮廓精度。     

C功能刀具半径补偿算法与实现

提出了一种实用的C功能刀补实现方法，该方法简单实用，可方便地用于两轴CNC系统和数控仿真系统。     

二维数控系统刀具半径补偿算法的研究与实现

文章介绍了数控系统中二维刀具半径补偿的原理，并对二维刀补中可能出现的各种连接情况进行了全面分析，提出了一套简单实用的算法，并说明了程序的实现过程。     

A real-time NURBS surface interpolator for precision three-axis CNC machining

Due to the fact that the cutting occurs around the cutter contact (CC) point, the efficiency and quality of CNC machining can be improved significantly if the CC velocity along the surface is kept costant. Conventional approaches to machining mainly maintain a constant cutter location (CL) velocity, so that the CC velocity along the surface is often not constant and usually results in non-uniform machining and unsatisfactory quality. To overcome this difficulty, this paper presents a novel NURBS surface interpolator that is capable of real-time generation of CL motion command for ball-end milling of NURBS surfaces and maintaining a constant CC velocity along the CC path and its intervals. For performance evaluation, a three-axis servomechanism driven by three servomotors is controlled to track segments represented by NURBS surfaces. Experimental results verify the effectiveness of the proposed method.     

Real-time generation and control of cutter path for 5-axis CNC machining

This paper presents a new approach to real-time generation and control of the cutter path for 5-axis machining applications. The cutter path generation method comprises real-time algorithms for cutter-contact path interpolation, cutter offsetting, and coordinate conversion. In addition, a global feedback loop is closed by the CNC interpolator so as to augment the controlled accuracy in practical cutter path generation. An error compensation algorithm and a feedrate adaptation algorithm for the control loop are developed, respectively.