基于RTX的参数化插补算法的仿真研究

在数控机床高速加工过程中,常规采用的增量式递推算法采样插补技术由于后一步的计算都是建立在前一步结果的基础上,容易产生误差累积效应。为了解决这一问题,笔者提出了参数化插补算法,并建立了参数化插补轨迹模型,基于自动加减速控制原理,自主开发设计了Windows XP SP3+RTX实时扩展数控系统软件平台,通过平台进行仿真实验。结果表明提出的参数化插补算法能有效解决累积误差的问题,同时能够很好地减小弓高误差。

参数化插补算法与数字积分插补算法的比较研究

数控系统中最重要的技术是轨迹插补算法,数控机床的加工精度直接受到插补算法的影响。数字积分算法和参数化插补算法是两种常用的插补算法,为比较两种插补算法的精度,建立了两种插补算法的模型,并以常用的直线与圆弧作为插补对象,通过计算比较得出参数化插补算法在高频高精度时误差更小,具有更高的精度,并给出误差公式。研究结果对于工程实际问题有一定的借鉴意义,并为更高精度插补提供了必要的理论依据。

基于细菌觅食算法的自适应NURBS曲线插补

制造业对加工过程中进给速度和加速度的平稳变化有着严格要求,为减小速度突变时对机床及刀具产生的冲击,确保加工精度符合要求,提出一种基于细菌觅食算法优化的非均匀有理B样条(NURBS)曲线S型加减速约束插补方法,该方法利用细菌觅食优化算法对NURBS曲线的控制点变量个数及关键位置信息进行优化,构建出更为平滑的NURBS曲线,减小计算负荷,并依据所构图形对弓高误差的要求,确定出每个插补点的进给速度,寻找确定速度改变点及速度波动位置,进而确定加减速度关键点,进行S型加减速控制,从而保证加工时速度稳定过渡,加工曲线平滑精确。该方法通过仿真及实验得以验证。

排线轴高速折返运动控制算法研究

针对绕线过程中电磁线与线嘴之间摩擦力不断增大会对张力控制带来不良影响,从而极易导致断线的问题,以控制绕线过程中电磁线与线嘴之间夹角基本恒定,减小电磁线与线嘴之间摩擦力为目标,提出排线轴高速折返运动控制算法。研究排线轴高速折返运动时的轨迹特点,实现排线轴的运动仿真,获取排线轴空间离散轨迹点位置,运用四参数正弦曲线拟合算法,确定轨迹参数曲线方程;采用四阶龙格—库塔数值算法确定曲线插补初始点,运用二阶泰勒方程对插补下一点进行估测,结合弓高误差对各估测插补点进行校正,实现参数曲线的插补算法。试验结果表明,该方法能够有效保持电磁线与线嘴之间摩擦力基本恒定,较大提高绕线过程中张力控制精度,保证绕线质量。