自由曲面加工中的等参数螺旋轨迹生成方法

通过对刀具轨迹有效性的分析,将刀具轨迹规划分为曲面上曲线族的选择和有效合理排布方式的设计两个方面。以此为基础,针对数控加工中心的高速加工特性,提出一种等参数螺旋刀具轨迹生成方法。该方法以减少抬刀、路径转接为目的,并综合考虑刀具轨迹几何与运动力学性能。首先以等参数线型轨迹为基础,生成等参数环形轨迹,进而以对角曲线连接相邻路径,构造能够实现连续切削的等参数螺旋轨迹。仿真试验表明该方法,简单实用,而且避免了轮廓偏置中的干涉检测,特别适用于自由曲面的高速数控加工。

螺旋轨迹制孔技术在航空制造中的应用

笔者以机器人为载体，利用国产刀具，在所研制的实机上完成了对钛合金、CFRP等难加工材料的~IJ：FL验证，制孔精度、孔内表面粗糙度等均达预期，证明了螺旋轨迹制孔装置设计、控制方法的合理性和有效性，使一种刀具；biT多种直径的孔成为现实。

面向高速加工的等残余螺旋轨迹生成方法

针对现有轨迹生成方法难以满足高速加工的要求的问题,提出一种等残余高度螺旋轨迹直接生成方法.首先根据首末2条边界曲线的不同连接方式进行分类,对存在的3种连接方式分别设计了不同的初始螺旋轨迹生成方式;然后采用等残余轨迹生成方法偏置初始螺旋轨迹.这种直接生成的螺旋轨迹与传统通过求环形轨迹间的对角曲线生成的螺旋轨迹相比,可更好地保证加工表面的质量,同时也有效地增大了单条路径长度,具有较少的路径转接点.实例分析表明,文中方法能够满足高速加工的要求.

基于Robotics Toolbox的工业机器人螺旋轨迹研究

在运用Robotics Toolbox对Motoman-up50工业机器人建立运动学模型并进行逆运动学求解的基础上,基于MATLAB环境下建立螺旋线模型并按照选取的步进角对其进行等分,以获得若干结点,引入归一化因子,分别采用直线和圆弧插补方法进行插值,对插值后两者的误差进行了分析和总结,为工业机器人进行螺旋轨迹规划提供进一步研究和应用的算法依据和理论基础。

多轴机床研抛复杂光学曲面变螺旋轨迹规划的研究

本文综合考虑复杂光学曲面的加工方法和多轴机床的加工特点,针对复杂光学曲面的难于加工性,建立了研抛机床和研抛工具触点位置关系的数学模型,提出了一种变螺旋轨迹规划新方法。通过初始轨迹等残留高度来计算下一个研抛工具与工件接触点,对所得参数进行优化并重新拟合,形成一种变螺旋线加工轨迹新方法。此方法充分考虑了加工中的退刀现象,可以减轻研抛力瞬变引起的振动及由此产生的影响表面质量的不确定因素。

包装油墨搅拌机搅墨杆空间螺旋轨迹实现与仿真验证

以人手搓揉面粉动作为参考,设计了油墨搅拌机构,实现了搅墨杆空间螺旋运动轨迹。通过Matlab工程软件编程,对搅墨杆运动轨迹进行了仿真验证,得出了搅墨杆类似人手搓揉面粉动作的二维和三维螺旋状仿真曲线。通过对搅墨机构中的行星轮系自转和公转运动进行分析和仿真计算,验证了电机在不同运转速度下各行星轮运行状况良好。

便携式螺旋轨迹制孔装置的研制

飞机装配存在一些特殊的制孔区域,如翼根、垂尾等部位,这些制孔区域或空间狭窄或有一定高度,通常的自动制孔设备和机器人制孔系统难以发挥自身的优势。对此,研制了一种便携式全电动螺旋轨迹制孔装置,该装置具有结构紧凑、方便携带且可依据程序设定的工艺参数对应叠层材料,可自动改变刀具转速、进给速率等特征,能对航空材料实施螺旋铣孔加工。利用所研制的螺旋轨迹制孔装置对7075–T7351铝合金叠层材料进行制孔验证,制孔精度等均达到了预期,验证了该新型制孔装置及控制方法的合理性。

基于参数曲面映射的五轴数控螺旋加工轨迹计算方法

采用五轴数控机床进行高速加工时,加工干涉及曲面转角处的突变会造成刀轴矢量剧烈变化,而采用传统的退刀再进刀的方法又难免导致加工效率及质量的降低。针对上述问题,提出一种新颖的适用于五轴高速加工的刀具路径生成算法。该方法由偏微分方程的热传导模型,计算得到映射参数域内满足加工参数的温度等值线,制定映射规则并在标准参数域内规划出加工轨迹,从而在对应参数域内映射生成螺旋轨迹,并将该轨迹映射到参数曲面上获得曲面的螺旋加工轨迹,该轨迹可以实现无退刀加工。采用上述算法进行了仿真,仿真结果表明该方法优于现有加工方法,可实现基于参数曲面及裁剪曲面的复杂型腔的高速加工。

平面轮廓的螺旋填充轨迹生成算法

在快速成型和数控领域中对平面轮廓区域的填充是比较繁琐复杂的步骤。为充分扬弃顶点偏置和线段偏置的优缺点,提出了顶点线段混合偏置算法,即在凹点处采用线段偏置,而在凸点处则采用顶点偏置或插入线段方式;为优化起落刀次数,提出用对角曲线连接偏置曲线形成螺旋轨迹的算法,即在归类相同的相邻两条偏置曲线中,以顶点较多的作为主偏置曲线,利用K-D树在相邻多边形查找主偏置曲线每个顶点的最近点,依次求出对角曲线的离散点并且连接获得螺旋轨迹。

等重叠率螺旋线的非球面抛光轨迹规划

为改善抛光轨迹以获得更好的加工精度,分析了轨迹在非球面上所产生的去除区域的覆盖情况,并提出了一种等重叠率螺旋线抛光轨迹规划方法。基于赫兹接触理论的去除区域的覆盖情况分析表明,常用的阿基米德螺旋线由于弹性接触变化和投影行距变化导致轨迹间去除区域接触变化,从而不能保证加工精度均匀一致,为此引入了重叠率的概念以量化分析该变化情况。提出的轨迹规划方法分析了重叠率的变化特点,并依据螺旋线的性质建立了螺旋线行距与非球面面形的变化关系,保证了轨迹间去除区域的稳定接触。仿真结果表明,在非球面抛光过程中应用等重叠率螺旋线轨迹,重叠率变化范围从阿基米德螺旋线轨迹的56.1%~26.2%缩小到现在方法的56.1%~55.3%,为非球面抛光的均匀性和一致性奠定了基础。

金属板料单点渐进成形自适应螺旋线轨迹生成研究

等高线成形轨迹是现行板料渐进成形的主要加工方式。针对等高线成形方式易产生局部凹陷或破裂等问题,提出了一种基于STereo Lithography(STL)三角面片法向矢量的自适应螺旋线轨迹的生成算法。利用顶点偏置法偏置STL三角面片模型,对偏置后的模型采用自适应分层算法求取分层面与模型的交点,得到与XY平面平行的系列轮廓线,并将各层轮廓线离散成等数点,再对相邻轮廓上点的插值得到自适应螺旋线轨迹。算法实例表明,螺旋线成形轨迹能缩短成形时间,可避免等高线成形中刀位点集中造成的质量缺陷等问题。此外,双成角成形件不同区域表面粗糙度的一致性,说明自适应螺旋线轨迹在变成形角成形件上能避免等高线成形件表面粗糙度的多样性,在统一变成形角成形件表面粗糙上具有广阔的运用前景。

单点金刚石车削刀痕的螺旋正弦轨迹气囊抛光去除

单点金刚石车削技术已经广泛应用于高精度光学表面的制造,然而其残留在被加工表面的微纳织构将会影响部分光学系统的性能,需要光滑去除。文中对单点金刚石车削刀痕的抛光去除技术进行了研究,发现抛光方向与刀痕垂直时刀痕去除效率最高。基于此,提出了一种螺旋正弦抛光运动轨迹,介绍了螺旋正弦运动轨迹的设计原则,并应用气囊抛光的方式与螺旋式和光栅式运动轨迹进行了对比抛光实验,证明此运动轨迹下微纳织构的改善效果明显优于其他两种方式。最后应用螺旋正弦运动轨迹对一锗材料单点金刚石车削非球面进行了抛光光滑处理,在保持了面形精度的前提下,表面糙度Ra由1.28 nm降低到0.4 nm,规律性微纳刀痕变为随机织构,达到了表面织构改善的目的。

搅拌筒螺旋叶片轨迹坐标CAD求解与绘图

以后锥段叶片轨迹的绘制为例,利用Mathlab语言编程与AutoCAD制图相结合的手段,提供了螺旋叶片轨迹坐标的计算机辅助求解并绘图的方法。只要改变相应参数或应用有关公式,同样适用于搅拌筒叶片的设计与绘图。

混凝土搅拌车螺旋叶片轨迹坐标Matlab求解

以前锥叶片设计为例,给出了叶片参数的求解过程和公式,利用Matlab语言编程为手段,进行了叶片各点轨迹坐标的计算绘制,提供了螺旋叶片轨迹坐标的计算机辅助求解绘图的方法。

螺旋线轨迹在纹理合成算法中的应用

本文在MRF模型和已有块拼贴算法的基础上,根据纹理的邻域相关性以及匹配点的位置分布在上次合成匹配点邻域的概率较大这一特点,直接选取前一匹配块的相邻块为待选最佳匹配块,使算法能够快速地采样到最优匹配块,并能较好的保持合成纹理的邻域相关性;同时,采用螺旋顺序逐块合成纹理,能够加强对合成过程的约束,克服了合成过程中不连续区域的出现。本文算法较好的维持了样本图的结构特征,在保证纹理合成质量的同时,能够有效的减少算法的计算量。

面向中频误差的变距螺旋矩阵轨迹优化方法

磁流变抛光能够高效去除光学元件表面的低频误差,但同时也引入了中频误差,而中频误差的存在对光学系统的性能造成了严重影响,必须对其进行有效控制。对常用的光栅轨迹和螺旋轨迹进行了研究,发现规则的抛光轨迹导致卷积过程与实际去除过程不一致,会引入对称的迭代误差,而迭代误差是中频误差恶化的重要因素。基于对光栅轨迹和螺旋轨迹的研究,提出了一种变距螺旋矩阵轨迹优化方法,以降低光学元件中频误差。该轨迹通过打乱螺旋矩阵轨迹的螺距保留了光栅轨迹和螺旋轨迹简单易行的优点,同时也改变了轨迹线间的随机性。通过对加工前后的面形进行功率谱分析,验证了该轨迹能够有效降低其表面的中频误差,较光栅线和螺旋线中频收敛效率综合提高了26.59%。

螺旋刀具轨迹规划的水平集方法

提出了一种新的螺旋线刀具轨迹生成方法。运用水平集边界推进技术,以型腔边界作为初始零水平集,通过求解水平集方程得到一系列等距线;同时运用曲率流技术平滑等距线的高曲率交点,避免高速加工过程中的刀具损伤。最后,使用相邻等距线的对角线来生成螺旋线刀具轨迹。该方法能够生成连续平滑的加工轨迹,适用于平面型腔的高速切削加工。

基于变间距螺旋线的计算机控制抛光轨迹规划

目的改善抛光轨迹以获得更好的加工精度。方法分析计算机控制抛光中常使用的阿基米德螺旋线轨迹,发现使用该方法加工回转曲面时,由于投影行距变化,导致轨迹间去除区域的接触情况变化较大,将影响抛光后的表面质量。为此引入面积重叠率这一概念,以量化分析去除区域的接触面积变化情况,同时提出一种变间距的螺旋线轨迹规划方法,该方法可确保加工轨迹产生的去除区域均匀一致。结果分别采用2种螺旋线轨迹规划方法对同一初始表面(面形误差为峰谷值E_(pv)=9.04μm,均方根值E_(rms)=0.6228μm)进行仿真加工,采用变间距螺旋线所得抛光后面形误差为E_(pv)=2.15μm,E_(rms)=0.018μm,而采用阿基米德螺旋线所得抛光后面形误差为E_(pv)=3.47μm,E_(rms)=0.036μm。结论仿真结果表明,采用变间距螺旋线轨迹抛光后的表面质量相比阿基米德螺旋线轨迹有较大的提高。

激光测距在螺旋桨轨迹测试中的应用研究

可变距螺旋桨飞机在每次进行螺旋桨拆装工作后,按照飞机维修手册要求,需对其螺旋桨轨迹进行测试。由于目前厂家提供的检查方法是通过一根钢板尺进行目视测量,存在精度不易控制的问题,因此文章使用激光测距技术进行螺旋桨轨迹测试,辅助通航维修人员快速、准确测量螺旋桨桨叶角间隙及桨叶活动间隙,以提高航空器维修质量与效率。