基于改进粒子群的曲轴件数控加工刀具轨迹自动优化方法

针对曲轴件加工质检合格率较低、加工过切量较大的问题,提出基于改进粒子群的曲轴件数控加工刀具轨迹自动优化方法。先以刀具轨迹长度最小为目标建立轨迹优化目标函数,设定相应的约束条件,再通过改进粒子群惯性权重参数更新方法及增加压缩因子,实现对粒子群算法的改进,最后利用改进粒子群对最优轨迹求解,自动优化基于改进粒子群的曲轴件数控加工刀具轨迹。实验证明,该方法可对曲轴件数控加工刀具轨迹进行优化,且其应用后曲轴件加工质检合格率得到有效提升,加工过切量得到有效控制,具有良好的优化效果。

基于刀具轨迹规划的曲面零件仿真加工研究

数控加工中,刀具轨迹规划直接影响加工效率和质量。为了提高曲面零件在数控加工过程中的表面质量,分析典型刀具轨迹规划方法的优缺点,并以曲面模型为例,合理安排加工工艺、选择数控加工策略,进行仿真加工。粗加工阶段,以加工效率为目标设定工艺参数;半精加工阶段,对比平行精加工和流线精加工效果;精加工阶段,结合最佳切削行距和残留高度计算对仿真进行实验分析,通过程序行数、进给长短、切削时间进行数据分析,结合实际操作技巧对仿真结果进行输出,为曲面类零件数控加工提供参考。

基于宏程序的数控车削非圆曲线的刀具轨迹拟合研究

通过对比分析几种非圆曲线车削方法的功能特定,分析确定宏程序车削加工非圆曲线零件的应用优势,并结合车削复合循环指令编程思路以抛物线、椭圆曲线组合零件车削加工为例,进行数控仿真加工实验。实验验证了编程程序的可行性,同时编程过程的简便快捷以及参数指令可手动修改替换的特点,也为类似复杂类零件轮廓车削加工提供了借鉴。

基于等残留高度的数控加工刀具轨迹规划方法

刀具轨迹规划是复杂工件曲面制造与加工中的核心环节,对于工件成品质量有着极其重要的影响。为获得加工性能良好、较为光顺的刀触点轨迹,设计一种基于等残留高度的数控加工刀具轨迹规划方法。考虑曲面的曲率变化,首先,以减小相邻两个轨迹线间的依赖性为目的,利用等残留高度法规划刀具的移动轨迹。为使刀触轨迹线能够达到自由曲面边界,设计基于密切圆追踪的边界处理方法,实施简单的延伸处理。通过设定的距离判定条件与角度判定条件实施奇异折线点的判定,实现刀具轨迹的奇异波动处理,使所生成的轨迹过渡平缓、光滑连续,真正具备较好的加工性能。测试结果表明,设计方法的残留高度值主要分布在0.2~0.25这一区间内,占比达到53.28%,而0.25~0.3的占比较低,说明该方法能够充分地利用残留允差,有着较高的加工效率。

复杂参数曲面高精度刀具轨迹规划算法

在对等残余高度刀具轨迹规划算法加工参数曲面研究的基础上,提出带有误差补偿值的复杂参数曲面高精度刀具轨迹规划算法——高精度刀轨误差补偿算法。通过分析刀触点及与之相应的相邻路径上的粗、精刀位对应点间的关系,引入误差补偿值以提高精对应刀位点的求解精度,得到经过合理简化的误差补偿值表达式,并得出粗、精对应刀位点与理论刀位点的距离误差表达式。高精度刀轨误差补偿算法可以在满足插补运算实时性要求的前提下,使相邻轨迹上与刀触点相对应的刀位点的参数值计算精度得到极大提高,进而提高复杂参数曲面的加工刀具轨迹精度。以使用平底铣刀为例进行仿真加工,结果表明高精度刀轨误差补偿算法适合进行对复杂参数曲面的高精度加工。

复杂曲面五坐标数控加工刀具轨迹的规划算法

提出了复杂曲面五坐标数控加工刀具轨迹的规划算法。该算法在保证刀具不与被加工曲面发生干涉的基础上 ,使得刀具扫描面与被加工曲面在刀触点处切平面上每个方向的曲率相匹配 。

自由曲面三轴粗加工刀具轨迹的计算方法

在复杂自由曲面类零件的加工过程中，粗加工往往要占去大部分的时间。本文从提高加工稳定性及加工效率的角度出发，提出了一个复杂多曲面数控粗加工的算法，即采用分层切削法，通过平面／曲面求交技术和交线环的等距、自交、集合等基本运算，按“端点同环最短距离优先剖面线算法”规划每一切削层的刀具轨迹。最后给出了编程应用实例。

机器人模具抛光自由曲面刀具轨迹的生成研究

以 HNC- IR教学机器人为对象 ,对机器人模具抛光中自由曲面的抛光刀具轨迹的生成和干涉处理进行了研究 ,提出了适合于机器人抛光的自由曲面刀具轨迹生成算法。此算法生成的抛光刀具轨迹具有形式简单、在曲面表面分布均匀等优点 。

自由曲面叶片数控加工刀具轨迹规划方法

研究了自由曲面叶片数控加工刀具轨迹规划方法。解决了两个问题:(1)叶片曲面建模过程中的布尔操作破坏了曲面参数域,从而在叶尖处造成冗余刀轨,并在叶根处有可能形成干涉;(2)叶片前后缘处曲率半径的剧烈变化导致步长计算容易超差从而造成啃切现象。针对问题(1),本文提出一种新的参数映射方法,将裁剪后的曲面参数域重新映射到一个规范化的参数域上去,并在新的参数域上规划刀轨;针对问题(2),本文提出一种改进的弦截法来计算走刀步长。该方法收敛速度快,且避免了对复杂函数的求导,计算量小。同时本文采用搜索解空间,并修改变量替换方式来避免该方法收敛于错误的解。仿真实例表明,本文方法达到了预期效果,在提高了加工效率的情况下,避免了啃切现象的发生。

摆动从动件槽形圆柱凸轮的刀具轨迹及生成方法

研究在4轴数控铣床上,铣削摆动从动件槽形圆柱凸轮的刀具轨迹及生成方法。基于等径加工方式,提出了刀具轨迹生成的Y向移动方法。针对具体应用实例,编制加工程序并实际加工,表明既能保证凸轮机构的工作性能,又能减少后续的修整工作量。

包络法数控加工螺杆的刀具轨迹计算方法

针对目前包络法数控加工螺杆的数控编程系统采用平面包络计算方法存在理论误差这一现状，提出从空间啮合原理出发生成刀具运动轨迹的新方法。在建立刀具和工作模型的基础上，推出计算刀位点的方程，从而得到刀具运动轨迹的计算式。只要给定工作端截面参数方程，就可采用该方法生成刀具运动轨迹。该方法适用于各种截面廓形为一阶连续可微曲线的定螺距圆柱螺旋面螺杆。对于截面廓形由多段曲线组合成的螺杆，可以分段处理。

等误差直线逼近非圆曲线的节点计算及刀具轨迹模拟

介绍了数控编程时采用等误差直线逼近法模拟非圆曲线刀具轨迹的节点计算方法 。

二维轮廓加工刀具轨迹生成的一种新方法

本文分析了二维轮廓等距环的生成过程，研究了等距环的自交处理方法，揭示了自交后所生成的子环的相邻关系与子环的有效性之间的内在联系。从而提出了一种按子环的相邻关系对子环进行分类的方法，使得所有子环被分为两类，有效子环属一类，无效子环属另一类，然后，仅仅只需判断一个子环的有效性就可以得出所有的有效子环。从而简化了自交处理，减少许多计算量，提高了等距处理的速度。该算法简便、直观，计算量小，运算速度快，具有工程应用价值。

航空发动机复杂曲面零件数控加工刀具轨迹规划研究分析

整体叶盘等复杂曲面零件是航空发动机中的核心零件,其数控加工技术中的关键是刀具轨迹的规划技术.本文针对当今国内外复杂曲面的数控加工刀具轨迹规划的研究现状和发展进行了分析.主要对复杂曲面数控加工中三种主要刀具的轨迹规划进行了对比分析,并对刀具轨迹规划中的关键技术进行了分析,包括:轨迹拓扑、轨迹参数、干涉避免和刀轴控制的算法理论和适用特点,并对刀具轨迹规划中的曲线插补和刀具组合方向进行了分析和展望,为后续研究提升零件数控加工效率和质量打下了基础.

五轴联动数控加工中的刀具轨迹控制算法

已有的五轴联动数控加工系统往往忽略刀轴矢量插补问题,只是简单地通过对线性轴进行插补、对旋转轴进行跟随的方式来实现刀具轨迹的控制,导致产生非线性误差和刀具碰撞与干涉等问题。为此,提出一种基于刀轴矢量插补的刀具轨迹控制算法。该算法采用大圆弧插补法对加工过程中的刀轴矢量进行控制,同时采用NURBS曲线拟合方法对控制过程中产生的中间点进行处理,并通过对拟合而成的NURBS曲线进行插补来实时计算各运动轴的位置。该算法不仅能够有效地提高五轴联动数控加工的精度,而且可以有效减小数据存储量。仿真和实际加工验证了算法的有效性和实用性,证明算法具有轨迹过渡平稳、非线性误差小的特点。

组合曲面参数线五坐标加工刀具轨迹的计算

提出了组合曲面间拓扑关系的建立方法 通过对曲面相邻边界及相邻角点拓扑信息查询 ,完成刀具路径的合理组织 ;针对目前在给定加工精度时确定参数增量算法存在的不足 ,提出基于等参数线的走刀步长追踪法 ,并对曲率半径趋于无穷大的情况及直纹面加工的情况进行单独处理 ,保证了算法的稳定性和有效性 在此基础上 ,系统地阐述了组合曲面加工中刀触点。

复杂曲面数控加工刀具轨迹的生成技术

复杂曲面的数控加工中,刀具的运动轨迹是影响加工质量和效率的一个重要因素。本文讨论了刀具轨迹的生成方法、步长计算、行距确定和干涉检测与处理等关键问题。

组合曲面NC加工刀具轨迹的生成

提出一种组合曲面 NC加工刀具轨迹生成的新算法 :将组合曲面进行三角化 ,并使三角形的顶点沿曲面法矢方向偏置一刀具半径值 ,依次连接偏置后的三角形各顶点 ,得偏置的三角形网格 .以一组相互平行的平面去截偏置的三角形网格 ,将交线在截平面上进行调整并消除干涉 ,即得到组合曲面刀具轨迹 .

CNC系统中曲面交线加工刀具轨迹直接插补

提出并实现了在ＣＮＣ系统中完成曲面交线加工刀具轨迹直接插补的构想，可极大提高ＣＮＣ系统的几何轨迹控制能力和使用性能．给出了一个适用于球头刀加工的插补算法及其．加工误差估计，证明了算法的稳定性．理论分析和实践表明，该算法精度高、计算量小且稳定．

基于STL数据模型的刀具轨迹生成

基于STL文件的数控加工技术,可为解决快速仿制成形问题提供一个切实可行的方案,具有重要的实用价值。本文引用并推广了局部等距的概念,设计了可满足多种铣刀加工要求的局部偏置模型生成算法,并论述了加工轨迹生成算法等关键问题。实践证明,该算法精度高,速度快,且可有效地解决多面体模型轨迹生成中的干涉和碰撞问题。