自由曲面等残留高度数控加工刀轨生成方法

等残留高度数控加工刀轨的相邻行刀位点之间的残留高度值为最大允许值,实现了最大化刀轨行距、最小化刀轨总长度。针对自由曲面提出了一种三轴等残留高度刀轨生成方法:基于刀具进给方向法平面上的曲面局部轮廓和刀具圆,构建了等残留高度点的迭代算法;提出了下一行刀位点初值的优化算法,通过自适应离散刀具与曲面相交的局部曲面、迭代计算刀位点和离散点之间最小距离的方法获取下一行等残留高度刀位点。与等间距法刀轨相比,所提出算法生成的等残留高度刀轨行数和总长度明显减少,验证了算法的可行性和有效性。

自由曲面等误差数控加工刀轨生成方法

等误差刀轨的逼近误差等于设定的最大允许值(阈值),步长达到了理论最大,能够有效提高数控加工的进给速度和平顺性,为了对自由曲面高效地生成满足精度要求的等误差刀轨,提出以几何距离驱动刀触点调整的等弓高误差刀触点迭代搜索方法,提出以刀具切削包络面与刀触点轨迹线之间的最大距离作为逼近误差、采用自适应离散法进行计算的方法;然后以等弓高误差刀触点的刀位点作为初值,提出步长自适应调整迭代的等误差刀位点计算方法;最后对算例计算出等误差刀轨验证了算法的可行性,所有刀位点的逼近误差均位于指定的阈值邻域内,满足了等误差要求,与常用的步长筛选法相比,计算时间更短、刀位点更少。

型腔高速铣削刀轨生成算法研究

在常规的环切刀轨生成算法基础上 ,设计了型腔高速铣削加工刀轨生成算法 对刀轨的拐角进行了平滑处理 ,实现了相邻刀轨环之间的光滑曲线过渡 ,避免了刀具运动方向的急剧变化 。

实体模型的三轴数控粗加工刀轨生成算法

提出一种适合实体模型的三轴数控粗加工刀位轨迹生成算法 .首先根据加工行距作一组平行于刀轴的平面 ,与模型的待加工表面求交 ,得到一系列交线 ;再根据精度规划一组垂直于刀轴的分层平面 ,与上述交线求交 ,在每一分层平面上判断加工区域 ,规划出加工刀位轨迹 ,将每一分层平面上的刀位轨迹按适当的方式连接起来 ,就构成零件的整体加工轨迹 .该算法避免了轮廓环等距、自交处理和布尔运算等复杂的计算过程 ;同时 。

点云模型的五轴无干涉数控加工刀轨生成方法

提出了一种对点云模型直接计算五轴数控加工刀轨的方法。所求出的刀轨无局部、全局干涉且具有较高的切削效率。首先将点云划分到立方体栅格中,对刀触点获取附近可能发生干涉的栅格,根据栅格中的点计算出无局部干涉的最小前倾角,基于此前倾角,再以迭代判断的方式计算出无全局干涉的最小旋转角,最后获得无干涉刀轴矢量。提出的方法避免了传统方法中曲面拟合这一复杂、耗时的过程,效率较高,对算例生成的无干涉刀轨验证了方法的可行性。

自由曲面行距自适应五轴数控加工刀轨生成方法

在满足残留高度的前提下,增大行距能够有效减少加工刀轨的行数,从而减少刀轨总长度。针对自由曲面平底刀五轴加工,提出了一种行距自适应的刀轨生成方法。在刀具进给方向法平面上,以椭圆等效表示平底刀切削轮廓,基于曲面局部轮廓线和等残留高度点的几何特征提出迭代计算等残留高度点的方法;再根据等残留高度点、切削轮廓和曲面之间的几何关系,通过迭代调整下一行切削轮廓位置计算出满足残留高度要求的下一行刀轨信息;最后以下一行和当前行刀触点之间最小的参数差值作为自适应行距值规划刀轨。以叶片曲面为例生成刀轨,验证了算法的可行性和有效性。

离散点云等残留高度数控加工刀轨生成方法

为了最大化刀轨行间距,从而减少刀轨总长度,针对离散点云提出了一种等残留高度刀轨生成方法。提出以点云局部轮廓点集直接生成残留高度点的迭代计算方法,再根据残留高度点和点云局部点集迭代计算出下一行等残留高度刀位点,从而获得等残留高度刀轨。算法无需点云等距或曲面重构,为了提高算法效率,提出了算法所需数据初值的优化计算方法。最后对典型的点云模型生成刀轨,与等行距刀轨相比,提出的算法生成的等残留高度刀轨总长度大幅减少,验证了算法的可行性和有效性。

自由曲面五轴变步长数控加工刀轨生成方法

为了在满足逼近误差要求的同时最大程度减少冗余刀轨,对自由曲面提出了一种五轴变步长数控加工刀轨生成方法。首先对刀触点轨迹基于线性误差计算出初始刀触点点集,再以局部干涉调整前倾角的方式计算出无干涉刀位点和刀轴矢量;以最大非线性误差刀位处到刀触点轨迹的最小值作为相邻刀位点之间的逼近误差,并基于数据点自适应离散法计算逼近误差;在满足逼近误差要求的前提下,通过刀触点参数迭代增减步长的方式计算出最大步长;最后对曲面生成刀轨,验证了算法的可行性和有效性。

点云模型行距自适应数控加工刀轨生成方法研究

行切法规划刀轨时,为了使残留高度满足要求同时行距最大化,对点云提出了一种行距自适应的刀轨生成方法。首先采用刀位点截面线法计算出首行刀位点,然后对点云局部轮廓和刀位点计算残留高度点,再根据残留高度点计算出下一行刀位点。为了提高计算效率、保证精度,提出运用预设初值、迭代逼近策略直接计算出残留高度点、刀位点的方法,最后根据相邻刀位点之间的距离获取满足残留高度的最大行距。对算例生成刀轨验证了算法的可行性。

基于真实逼近误差的等误差步长法生成数控加工刀轨

为了使数控加工刀轨的逼近误差等于设定的上限或位于设定的区间内,等误差步长法以相邻刀位点之间逼近误差驱动步长迭代调整,获得满足逼近误差要求的步长理论最大值,有效减少了冗余刀位点,提高等误差步长法生成刀轨的精度和效率,提出了真实逼近误差计算方法,通过迭代计算刀触点轨迹线上的离散特征点到相邻刀位点间的刀具包络面距离,获得满足精度要求的真实逼近误差;提出等误差刀位点的高效率迭代算法,基于真实逼近误差与误差阈值的几何关系计算步长增量,以此迭代调整刀位点,进而获得满足等误差要求的刀位点。最后以典型自由曲面为例生成刀轨,验证了提出的等误差步长法的可行性和高效性。

三角网格细分曲面数控加工刀轨快速生成算法

提出了一种基于三角网格细分曲面模型的刀轨生成算法,建立三角网格细分曲面模型的空间聚类索引结构,基于该结构实现网格模型与刀轨截面快速、精确求交获取刀触点集,并根据刀触点对应曲面位置处的微分几何性质确定刀位点,采用最小生成树算法对刀位点集排序生成刀轨。实例证明,该算法可有效提高复杂曲面模型的刀轨生成效率及精度。

三角网格曲面高精度刀轨快速生成算法

提出一种三角网格曲面刀轨生成算法,该算法引入R*-tree索引结构并对其进行改进,建立三角网格曲面的三维空间索引结构,快速获取局部型面参考数据并分析其微分几何性质,基于局部型面1阶连续约束条件,采用抛物线逼近网格边界,实现三角网格曲面精度补偿,对网格边界曲线与刀轨截面求交获取刀位数据,对其排序生成刀轨,实例表明该算法数据适应性强,生成数控加工刀轨精度高,算法运行速度快。

三角Bézier曲面数控精加工刀轨快速生成算法

为了解决三角Bézier曲面精加工刀轨生成效率低以及存在的刀轨干涉等问题,提出一种基于三角Bézier曲面的数控精加工刀轨快速生成算法,该算法引入动态索引组织三角Bézier面片的拓扑近邻关系,基于该索引快速获取与刀轨截平面相交的三角Bézier面片集,对其中任一相交面片进行初始交点迭代计算,从初始交点开始跟踪迭代获取跨越三角Bézier面片的完整交线,将获得的有序交线各端点作为刀触点获取相应刀位点,依据刀触点处曲面法矢与刀杆矢量的关系快速确定可能存在干涉的区域,进而对干涉区域刀位点进行调整获取无干涉刀位点,顺次连接各刀位点生成数控加工刀轨,实例证明该算法可对任意复杂三角Bézier曲面精确、快速生成数控加工刀轨,并通过三角Bézier曲面模型的数控刀轨生成验证了该算法的实用性。

点云模型粗加工刀轨高效生成方法研究

为了提高点云粗加工刀轨生成效率,提出一种基于栅格划分的刀轨计算方法和基于距离法的行切刀轨连接方法,利用栅格数据量较小、组织简便的优点,将点云划分到栅格、再运用分层切削法计算粗加工刀轨,避免了海量数据点运算量大的问题;为减少抬刀次数、简化刀轨连接,提出一种直接根据刀轨之间距离关系连接相邻刀轨的算法,避免了识别、组织切削区域或构建中间数据结构,实现了刀轨的高效连接。最后对算例生成刀轨并进行加工仿真,验证了方法的可行性。

点云模型再设计的刀轨重新生成技术

逆向工程中的点云模型往往需要多次修改和试制才能满足需要,通常修改的区域都很小,若只对修改区域重新生成刀轨将大大减少计算时间,为此提出一种算法。首先识别出受修改影响的刀位点,逐行重新计算坐标,并新增刀位点使其满足加工误差,未受修改影响的刀位点继续沿用;然后计算新生成的刀位点与邻行刀轨的残留高度,若超过允许值,则新增若干行刀轨。实例验证表明,当点云修改区域所占比例较小时,与重新生成所有刀轨相比,算法耗时较少。

鞋楦数控加工中基于曲面离散生成刀轨的方法

从基于曲面离散点的角度 ,研究了在鞋楦的数控加工中无干涉刀具轨迹生成的方法。主要处理过程如下 :1)鞋楦曲面离散点的获取 ,将曲面按精度要求离散成点 ,由这些点阵信息代替曲面信息 ;2 )刀位点的计算。对每一初始刀位点 ,检查刀具是否与曲面的离散点产生干涉 ,若产生干涉 ,就沿刀轴方向退刀来消除干涉 ;3)对刀位路线进行规划 ,生成刀具轨迹。由试验结果可知 ,该算法精度较高 ,已用于鞋楦的数控加工。

基于点云模型生成数控加工刀轨的关键技术研究

随着社会主义市场经济体制的逐步成熟和市场经济全球化发展的持续推进,消费者对于工业生产产品的质量以及多样化需求越来越高。本文从点云模型在数控加工中的应用途径和点云模型数控加工刀轨生成技术的发展两个方面入手,对点云模型数控加工刀轨生成关键技术的类型特点进行深入分析,并以此展开了对点云模型数据加工刀轨生成技术算法的研究,希望能为生产单位的技术应用提供参考。

离散点云五轴加工刀轨全局干涉处理方法研究

对离散点云提出了一种五轴刀轨全局干涉处理的方法。为了提高计算效率,根据刀具扫掠体获得可能发生全局干涉的数据点,通过迭代计算判断是否与点云干涉,并逐步增大旋转角直至无全局干涉。其中,针对三维全局干涉处理较为复杂,提出将点与刀具干涉关系转换为点与截面上刀具椭圆轮廓二维位置关系,通过计算点离开椭圆的旋转角度确定无干涉理论旋转角,保证了精度。最后对算例生成的无全局干涉刀轨验证了算法的可行性。

基于特征的快速编程技术在飞机蒙皮工件中的应用

蒙皮镜像顶撑铣削制造技术实现了飞机蒙皮的精确绿色制造,但其特殊的加工工艺对刀具轨迹提出了等步距、无交叉、无抬刀等特殊要求,在满足特殊的刀具轨迹条件下实现复杂蒙皮结构的快速编程是一个难题。为采用基于蒙皮特征的快速编程技术解决以上难题,重点对蒙皮特征加工定义、特征识别和刀轨生成技术进行研究。以具有典型特征的蒙皮工件对基于特征的蒙皮快速编程系统进行验证,结果表明,采用快速编程系统能实现蒙皮特征的自动识别和刀具轨迹的自动生成,提高了大型蒙皮工件的编程效率,并已在航空制造企业得到成功应用。