虚轴机床磁力研磨刀具轨迹点的空间插补

基于东北大学研制的三杆五坐标并联虚轴机床的双摆动刀具结构 ,建立数学模型 ,对磁力研磨的刀具轨迹点的空间直线插补、圆弧插补进行了研究 ,推导出插补点的计算公式·采用了一种新的圆弧分类方法 ,对不同种类的圆弧建立不同形式的辅助坐标系 ,通过坐标变换将原坐标系中圆弧插补转换为辅助坐标系中圆弧插补 ,利用辅助坐标系的不同设置及改变步长的正负号处理了圆弧过象限情况 ,解决了圆弧插补问题 。

基于差分插补原理的多维线性空间插补与仿真

为了实现采用差分插补原理的数控系统能够进行多维线性空间插补,以平面直线插补为基础,对差分插补原理进行了再研究。从差分插补原理的基准轴与非基准轴进给判定中,找到了实现基于差分插补原理的多维线性空间插补的关键点。通过对多维线性插补的分析,给出了多维线性插补的具体流程及其差分代码的初始化,实现了基于差分插补原理的多维线性空间插补。该插补方法简单可行,易于实现多轴控制。通过空间直线插补实例分析以及刀具路径的插补仿真,进一步说明了基于差分插补原理的多维线性空间插补方法能够满足空间多维数控加工的要求。

Delta并联机器人非线性工作空间下轨迹插补算法

为了提高Delta并联机器人运动控制精度,对其工作空间内非线性分布和轨迹插补算法进行了研究。基于仅考虑算法误差前提下,提出了通过选择Delta并联机器人单步插补位置误差最小的精度最优算法。基于机器人运动性能指标下的快速性和精确性,分析对比机器人传统插补算法和精度最优算法各自性能指标,最后通过Matlab平台仿真测试了算法的可行性,结果表明精度最优控制算法在整个机器人可达工作空间内都能有效提高机器人运动控制精度,控制效果要优于传统PVT控制方法。

基于四元数的空间圆弧插补算法

针对数控加工中高效简洁的进行空间圆弧插补的要求,基于四元数理论,给出了一种实现空间圆弧插补的规划算法。通过解析空间圆弧的几何特性,采用四元数旋转插值理论进行轨迹规划,并将速度相关参数转化为角度相关量,采用S曲线加减速规划方式规划加工速度。该算法实现了空间圆弧的直接插补,而且避免了矩阵坐标变换存在的万向节锁死、计算量大等问题。经过仿真分析,该算法计算效率高,加减速冲击小,可以满足高性能数控系统的应用要求。

五轴数控机床空间圆弧插补

介绍了空间圆弧进给指令格式 ,在深入分析插补预处理的基础上 ,给出了插补控制算法 .使用具有空间圆弧插补能力的数控系统进行空间圆弧加工时 ,不仅简化了输入的数据量 ,同时能够使刀具从一点平稳地运动到另一点 .根据该算法编制的数控系统软件已成功应用于五轴数控机床 。

空间圆弧插补的三轴联动EE插补原理与算法

本文提出了任意空间圆弧插补的新算法,即三轴联动EE插补法,及其在特殊情况下的一种简化方法——LE插补法。该方法是二维椭圆插补方法在三维任意空间圆弧插补中的推广,插补过程中不需要作乘除运算,只作加、减和左移位操作。方法简便,运算速度快,可以满足在三轴微机数控铣床上加工空间曲面的软件插补要求,有很大的实用价值。

基于FPGA的空间圆弧插补控制器的设计与实现

设计并实现了一个基于FPGA的空间圆弧插补控制器,通过MATLAB仿真算法确保设计的可行性之后,利用Altera公司的Quartus II13.0进行完整的设计,整个过程使用的编程语言为Verilog HDL硬件描述语言,该设计在Model Sim-Altera 10.1d仿真器中进行功能和时序仿真,最后根据电路原理设计出了PCB板,通过调试和进一步实物测试,该插补控制系统达到0.001mm的插补精度,在精加工机器手和机器人机械臂中有很好的实用价值。

基于VC的逐点比较空间直线插补算法改进与仿真

针对传统逐点比较空间直线插补方法存在插补误差大、直线光滑性差等问题,提出了一种基于基础坐标概念的逐点比较空间直线插补算法。在三维空间划分为24个区域的基础上推导该算法的插补原理,得到了各区域的插补公式。基于VC++6.0软件进行了模拟仿真,该算法可以实现串联机床三轴联动、六轴并联机床六轴联动功能,进一步提高了数控系统的插补速度,有效地提高了逐点比较空间直线插补精度和刀具半径补偿精度。

基于智能运动控制器的空间形面插补算法

空间形面插补是完成微空间曲线和直线的插补运算。空间直线粗插补通过离散得到微空间直线段及其运动参数。空间圆弧粗插补用弦进给代替弧进给,即用空间直线代替圆弧。将微空间直线段轨迹规划参数写入智能运动控制器,启动智能运动控制器实时精插补,可得到空间形面轨迹。

仅需加减法实现的空间椭圆插补

提出了空间椭圆插补的一种新方法，首先使用逐点比较法平面圆弧插补获得基本插补量，然后以三维坐标变换将基本插补量变换成为空间椭圆的插补量。平面圆弧插补和坐标变换只使用加减法运算，插补简简便，高效。

五轴加工路径空间圆弧插补新型算法研究

针对五轴联动机床切削空间中某固定半径的圆弧的复杂性,提出了一个高效率的五轴空间圆弧插补加工方式,只需要一个单节的NC指令,就可完成该固定半径的圆弧切削加工,可省去许多短直线(G01)的指令,既提高了五轴空间圆弧加工的精度,又实现了程序更精简的目标。最后,通过实体切削软件(VERICUT)进行运动仿真验证及指令代码格式分析,其结果证明了该算法及后置处理程序开发的有效性。

基于矢量的DDA空间圆弧插补算法

介绍了三点确定空间圆弧的方法,分析了本算法的基本原理,详细描述了确定被积函数、确定累加器容量、进给方向判断、终点判断等部分,突出了基于矢量的概念和计算方法,给出了具体实现流程。

刀具姿态实时控制的空间圆弧插补研究

基于坐标变换原理,平面圆弧插补算法可以扩展到由空间任意三点确定的空间圆弧插补。在此基础上,笔者对传统的固定轴空间圆弧加工进行扩展,给出空间圆弧加工时刀具姿态的实时控制方法和G代码指令格式,以满足机械加工工艺和CNC系统实时控制的要求。在深入分析五轴联动机床的RTCP(旋转刀具中心点)功能建立的基础上,对该类圆弧插补进行实时的非线性误差补偿,得到准确的插补轨迹,方便用户根据零件轮廓和期望的刀具角度进行编程。仿真结果验证了算法的有效性。

空间直线插补三轴联动控制系统的设计

为了进一步改善数控设备中三轴机械手数控系统的性能与可靠性,设计一种基于STM32单片机和步进电机的三轴联动控制控制系统.系统以STM32F103ZET6处理器为核心控制器,以步进电机和三轴机械手为执行机构,结合互相独立的硬件形成统一的整体;系统可根据设定的任务路径坐标,在三维空间中进行连续空间直线插补,控制三轴机械手末端执行器的运动轨迹,实现精确稳定的三轴联动控制.实验结果表明,系统定位精度高,响应速度快,且便于移植,在工业生产中用途广泛,可有效提高生产效率.

多轨迹段平滑过渡的前瞻插补算法

针对轨迹规划时采用首尾速度为零的加减速控制方法中存在的频繁启停,以及末端执行器在插补过程中加速度过渡不平滑等问题,提出了一种基于非对称S形加减速控制的多轨迹段平滑过渡的前瞻插补算法.该算法在相邻轨迹段间采用圆弧模型对衔接拐角处平滑过渡,在给定轨迹衔接点坐标和过渡圆弧半径等参数的情况下,规划出衔接圆弧处的最优速度.对插补算法中归一化因子的求解,采用一种新型柔性加减速控制算法,该算法由余弦加减速曲线在直线形加减速曲线上拟合而成,减少了余弦加减速算法的运算量,保证了加速度控制的平稳性.试验结果表明,该算法可以实现多轨迹段衔接处的圆滑过渡,保证运动速度的平滑度与连续性,有效提升了末端执行器的运行效率.

四元数五轴联动插补算法的研究

在深入分析五轴数控系统的运动机构配置的基础上,针对传统的基于矩阵或欧拉角的插补算法在旋转空间难以解决线性插值和加工要求等问题,设计一种基于四元数五轴联动的插补算法,不仅简化了插补计算量,同时能够使刀具从一点平稳的运动到另一点,而且插补的轨迹更光滑连续.文章引入四元数理论,重点研究了四元数在构造数学模型和运动变换中的应用,并在Matlab中成功的进行了仿真.实验结果表明了该算法的可行性和可靠性.

五轴联动圆弧非线性插补算法及其软件实现

以具有A、C旋转轴的刀具双摆动五轴机床为例,提出五轴联动数控机床的空间圆弧非线性时间分割插补算法。详细研究五轴联动中的平动和旋转运动的联动原理,利用齐次变换矩阵求取圆弧插补点的空间坐标。通过插补点的空间坐标,逆求出刀轴的旋转量,进而求取转角补偿位移,并将其叠加至平动位移上,在每一个插补步骤中进行补偿,从而实现空间圆弧的时间分割插补算法。最后利用VisualC++6.0编写该算法的仿真软件,验证该插补算法的正确性。五轴联动圆弧非线性插补算法适用于五轴联动数控机床中任意空间圆弧的插补。该算法计算简单,结果精确,刀具移动平稳。

五坐标并联加工机床插补算法研究

直线和圆弧插补功能是数控系统普遍具有的基本功能。对于需要加工复杂型面与曲线的机床，可能会有样条曲线等复杂空间曲线的插补功能。本文以五坐标加工机床在零件加工过程中要实现刀具的位置与姿态改变，以空间直线和任意圆弧为研究对象，阐述了在欧拉空间与姿态空间中机床插补的传统算法。

工业机器人笛卡尔空间轨迹规划

研究了在笛卡尔坐标系中工业机器人空间直线及圆弧轨迹规划问题,提出利用抛物线过渡的空间直线插补算法和基于局部坐标系的空间圆弧插补算法。以上算法在自行设计的五自由度喷涂机器人上进行了实验验证。实验结果表明,该直线和圆弧插补算法能保证机器人运行平稳,轨迹衔接平滑。

空间直线生成的双步算法

将二维直线生成的双步算法推广到三维空间,得到三维直线生成的双步算法。该算法与传统的三维直线生成算法相比,效率更高,精度较好,可用于三维图形图像的处理以及数控加工的空间直线插补。