高速高精度加工的几种方法

目的介绍了高速加工的数控编程策略. 方法论述了高速高精度加工的几种方法, 如待加工轨迹监控法、专家系统法、曲线插补法及试切法等. 结果与结论待加工轨迹监控法和专家系统法能够动态调节机床的进给速度, 曲线插补法能够提高机床的平均进给速度, 试切法则可以为任意半径的圆弧段设定一个最高允许进给速度.     

适于高速加工的五次参数样条曲线插补及其速度生成算法的研究

为适应高速高精加工,针对传统插补算法和速度控制方式在进给过程中存在柔性冲击的问题,提出了一种五次参数样条曲线插补方法及其速度生成算法.该算法采用二阶连续可导的五次样条和近弧长样条参数提高了进给运动的连续性;速度控制算法保证机床在高速运行过程中加加速度(加速度的变化率)的二次连续、加速度、速度和位移与时间关系的高阶连续变化,并且保证在各自的约束范围内,从而使机床的运动平稳,避免产生大的冲击和振动,同时有利于提高加工质量,减少加工时间.通过仿真验证,表明了这种算法能有效地保证高速加工机床运行过程中进给速度的连续性和运动轮廓的平滑性.     

基于模糊推理的NURBS曲线直接插补进给速度确定方法

为了提高复杂自由曲线数控加工的效率和精度,采用NURBS曲线拟合加工曲线,建立其曲率半径计算数学模型,针对自由曲线曲率半径变化范围大的特点,提出一种冗余误差控制NURBS曲线插补算法与模糊推理运算相结合的进给速度确定新方法.经MATLAB环境下进给速度插补过程仿真,并与冗余误差控制进给速度插补算法、弓高误差控制自动调节速度插补算法比较,结果表明:该方法可根据自由曲线的曲率半径及其变化率值经模糊推理方法确定出合适的进给速度以提高加工效率,并能使弓高误差不超出最大允许值以保证加工插补精度.     

数控系统的定时插补法研究

提出一中适合ＣＮＣ系统的插补方法－定时插补法，能克服软件ＤＤＡ法的最大迭代速度受插补算法执行时间的限制和输出脉冲不均匀的缺点，适合于有高速进给速度的数控系统，有利于实现多坐标联动，该方法已应用于数控切割机，是经济型数控装置中有前途的插补方法。     

磨料水射流微细雕刻技术的研究

根据磨料水射流加工的特点，建立了磨料水射流加工的神经网络模型。用训练好的神经网络模型来预测给定加工条件下的进给速度，并根据加工路径和机床的特性对进给速度进行修正，并编写数控代码。通过控制水射流的进给速度来间接控制其刻蚀深度，同时获得加工轨迹的圆滑过渡，从而实现磨料水射流的雕刻工艺。本文以不锈钢为原材料，以JJ-I数控水射流机床为实验平台，根据机床的特性手工编程，成功雕刻出微型摩托车图形。     

NURBS曲线的数控高速插补算法

为实现数控机床高速度高精度加工,在分析三次NURBS曲线原理的基础上,提出NURBS曲线插补算法原理.通过时间分割法建立NURBS曲线插补算法公式,给出了具体推导过程,分析了进给速度和加速度对插补的影响,并介绍了高速高效和恒速处理的方法,在此基础上开发了NURBS曲线插补软件,对实例进行了验证.该方法简化了通常曲线插补过程中的繁琐计算,提高了NURBS曲线的插补速度,也保证了插补的精度和表面质量,它在曲线的高速高精度加工中具有非常重要的实际意义.     

连续加工路径的进给速度规划算法研究

为了实现数控系统连续轨迹的速度规划,本文提出了混合进给速度的规划方法.此方法通过建立转弯处加工路径和加工误差的数学模型,实现了转弯处进给速度的控制.实验结果表明,这种方法不仅可以极大的提高机床的加工效率,减小由于路径转弯剧烈引起的机床震动,从而大大提高工件的加工质量.混合进给速度的规划方法保证了加工精度和加减速的稳定性.     

基于进给速度自适应控制的NURBS曲线智能插补的新算法

通过对NURBS曲线的特点分析和NURBS曲线插补参数值求取方法的研究,在可控弦高误差算法的基础上,提出了一种简单而实用的NURBS曲线自适应插补算法。该算法充分考虑到机床的实际加工能力,对曲线段进行提前预插补,实现了加工进给速度自适应地随着曲率半径而变化,使加工运动更平滑,还避免了因加工曲线终点的判断而带来的复杂计算,并给出了快速求取插补点的3次NURBS曲线动态矩阵和曲线曲率的快速计算方法。     

NURBS曲线实时插补中S型加减速算法的研究

针对在高速高精度加工过程中非均匀B样条曲线(non-uniform rational B-spline,NURBS)的实时插补时,机床加减速容易出现冲击或者振荡现象,提出了S型加减速(S-shape ADC/DEC)前瞻方法。建立了曲线的S型加减速离散采样模型,提出了S型曲线加减速前瞻算法,通过此算法可以根据实际插补轨迹的几何特性,能够自适应地确定加减速点。仿真结果表明该算法可以在保证加工精度的同时有效消除加减速过程中对机床的冲击,提高加工精度。     

基于一种弱刚度复杂形状箱体的高速切削加工工艺分析

针对一种弱刚度复杂形状箱体的高速切削加工方法、加工质量、生产效率及其加工工艺性进行了初步的分析和比较，通过实践论证了采用插补式进给方法，对半圆柱内表面进行高速铣削加工工艺的可行性。     

基于阿当姆斯算法的NURBS曲线插补

为增强高速精密数控加工的能力,提出了一种基于阿当姆斯算法的NURBS曲线插补方法。该方法通过前向、后向差分结合代替微分的方法,对阿当姆斯法求解微分方程的插值算法进行了合理的简化及近似,并通过预估-校正方法对迭代精度进行控制,以保证高速精密加工对计算速度以及精度的要求。经过MATLAB对插补轨迹仿真分析,证明了该插补算法的可行性及有效性。     

数控周期增量抛物线插补方法

介绍了一种周期增量抛物线数控插补方法。该方法能够进行跨象限的抛物线加工，其插补计算误差小于半个最小插补单位，抛物线一次插补长度可达８０ｍ，插补进给速度可以自动实时调整。设计了抛物线数控插补软件，进行了试件的切削加工，证明了本插补方法的正确性和插补软件的可靠性。     

MK9025型数控光学曲线磨床

上海第三机床厂生产的MK９０２５型数控光学曲线磨床是由精密投影仪、多自由度磨头及工作台等组成，适于加工各种精密复杂的模具、样板、成型刀具、滚轮等。该曲线磨床采用CNC四轴控制系统，其中两轴为插补控制轴，分别控制机床工作台的纵、横向进给。另外两轴控制滑座的纵、横向进给。其砂轮转速、滑板往复速度控制均采用变频控制系统可作无级调速。该磨床具有直线、圆弧连续轨迹磨削，参数方程曲线连续轨迹磨削和投影检测等功能。床身及投影箱为箱体结构，其内部结构既满足了光路通道的封闭性，也保证了床身刚度的要求。该磨床工作台的…     

整体叶轮五轴数控加工刀具轨迹规划研究进展

利用五坐标设备进行整体叶轮的数控加工是提高加工质量和加工效率的有效途径,叶轮叶片形状和五坐标机床运动的复杂性导致其刀具轨迹规划十分困难。对叶轮的点铣、侧铣、插铣加工进行对比分析,并对刀具轨迹规划中的碰撞干涉进行了分析,综述了近年来叶轮五坐标数控加工领域刀具轨迹规划的研究进展和现状,最后指出了当前研究中存在的不足,认为叶轮五坐标数控加工刀具轨迹规划的研究应从整体角度出发,且应充分考虑机床的运动学和动力学特性以实现五坐标机床的高速和高效运行。     

新型龙门式高速加工中心直线进给单元设计

高速加工的出现引起了机床结构与传动的重大变革，传统龙门式机床已很难适应高速加工发展的需要。对新、老龙门式加工中心的结构进行了分析比较，并结合正在开发研制的新型墙式龙门高速加工中心，对直线进给单元的基本类型和直线电机的结构布局进行了分析，研究了直线进给单元的基本结构。     

微线段高速加工的圆锥截线拐角插补算法

针对数控高速加工时微小线段拐角过渡的平滑问题,建立基于二次有理Bézier形式的圆锥截线拐角过渡矢量模型,推导三种类型的园锥截线过渡曲线的最大轮廓偏差和最大曲率计算公式,提出一种微小线段间圆锥截线拐角过渡的插补算法。算法可在满足轮廓加工精度和相邻小线段长度的条件下选择圆锥截线的权因子,确定圆锥截线拐角过渡曲线的类型;根据数控系统的动态响应能力、弓高误差和过渡曲线多步转接的要求,确定拐角曲线过渡的最大加工速度;进一步提出通过修改圆锥截线的权因子实现拐角曲线的加工速度与各直线段路径的进给速度衔接过渡的前瞻处理方法。与圆弧拐角过渡的对比结果表明,算法可有效提高微小线段间的拐角加工速度,缩短数控加工时间。     

高速切削加工技术发展与关键技术

高速切削加工是先进制造技术的重要组成部分,近净形毛坯通过高速机床一次装夹加工是制造业的发展趋势.高速机床不仅要有高的主轴转速和进给速度,而且还需要有高的运动加速度.介绍了高速切削加工的概念和优越性;研究了国外高速机床的技术发展与应用,以及我国高速机床的发展现状和趋势;分析了高速切削机床、高速切削刀具、CNC控制系统等实现高速切削必需的关键技术的发展现状,并探讨了高速切削技术应用领域和高速机床发展趋势.     

数控周期增量抛物线插补方法

介绍了一种周期增量抛物线数控插补方法，该方法能够进行跨象限地抛物线加工，其插补计算误差小于半个最小插补单位，抛物线一次插补长度可达８０ｍ，插补进给苛以自动实时调整。设计了抛物线数控插补软件，进行了试件的切削加工，证明了本插补方法的正确性和插补软件的可靠性。     

辊切刀刃三维造型设计及计算机仿真加工

分析了滚切刀刃轨迹平面设计与空间轨迹的对应关系, 给出了平面展开图刀具轨迹曲线的数据处理方法及二维曲线数据向圆柱面上转换的三维数据处理方法;实现了圆柱面上非规则曲线空间轨迹三维造型计算机辅助设计。在此基础上, 进一步研究了滚切刀刃实体的成型特征, 生成刀刃轨迹实体曲面模型的方法, 并用参数线加工方法进行了计算机仿真加工。为在数控机床上进行生产加工准备了基础数据。     

B样条曲线非均匀参数分割法

通过以等弧长进给代替解决了由于等参数插补算法各分割弦长不等而造成沿曲线的插补速度不恒定,以将导致加工终了时刀具在零件加工表面上振动、延长加工工时,降低加工质量的问题,从而得到恒速进给速度。